[发明专利]干涉式光纤振动传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤振动传感技术领域，尤其涉及干涉式光纤振动传感技术领域。

背景技术

光的干涉已经广泛的应用于传感测试和通讯技术领域，尤其在周界安防方面，利用光的干涉测量振动、应力信号的技术越来越完善，然而现有光纤振动传感器中，利用全光纤干涉方法测量振动信号的系统中通常结构比较复杂，由此带来的成本问题和系统的不灵敏问题一直无法彻底解决。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种干涉式光纤振动传感器。本发明的目的是这样实现的：一种干涉式光纤振动传感器，由光源、光电探测器、分路器、光纤耦合器、延迟光纤、传感光纤和反射装置组成，其中，光源和光电探测器后相连一个分路器，分路器后连接一个光纤耦合器，光纤耦合器的一个输出端和输入端通过一段延迟光纤连接，光纤耦合器的另一个输出端连接一段传感光纤，光纤耦合器的末端有一反射装置。

光源发出的光经过分路器进入光纤耦合器，此时，有两路光线由于所走的路径长度相同，会在光纤耦合器的输入端发生干涉，这两路光所走的路径为：

(1)光源-分路器-光纤耦合器-延迟光纤-光纤耦合器-传感光纤-反射装置-传感光纤-光纤耦合器；

(2)光源-分路器-光纤耦合器-传感光纤-反射装置-传感光纤-光纤耦合器-延迟光纤-光纤耦合器；

干涉信号经过分路器进入光电探测器转变为电信息，输出导线中传输的电流值。可以看出，本发明中光纤干涉系统光路结构具有良好的互易性，干涉结果只携带了外力产生的相位信息。

本发明所述的分路器可以采用2×2光纤耦合器，或者光纤环形器；光纤耦合器可以采用2×2光纤耦合器或者3×3光纤耦合器等，采用的光纤耦合器的光功率是均分的，即它们的光功率分光比是1∶1或者1∶1∶1，等，采用的光纤耦合器的输入端与输出端分别具有互换性。

所述光源、光电探测器、光纤耦合器、延迟光纤、传感光纤采用光纤进行连接。

本发明的有益效果在于：本发明设计了一种干涉式光纤振动传感器，它的突出优点是能够仅采用两只2×2光纤耦合器，就能够实现相位调制信息的单根光纤提取。能够完全消除全光纤干涉系统中任何互易性的变化，系统抗干扰能力强。在不改变光纤长度的情况下，相位灵敏度高，不但提高了弱物理信号的提取能力，而且克服了温度、振动、电磁干扰等各种环境因素的干扰，无须在高压区引入电源，所以系统抗干扰能力更强，可以用于复杂、恶劣的环境中。

附图说明

图1为本发明的干涉式光纤振动传感器的结构示意图。

1、光源

2、光电探测器

3、分路器

4、光纤耦合器

5、延迟光纤

6、传感光纤

7、反射装置

具体实施方式

本发明公开了一种干涉式光纤振动传感器，下面结合附图和具体实施例对本发明做详细介绍：

实施例1：一种干涉式光纤振动传感器，包括光源1、光电探测器2、分路器3、光纤耦合器4、延迟光纤5、传感光纤6和反射装置7，其中光源1和光电探测器2后相连一个分路器3，分路器3后连接一个光纤耦合器4，光纤耦合器4的一个输出端和输入端通过一段延迟光纤5连接，光纤耦合器4的另一个输出端连接一段传感光纤6，其末端有一反射装置7。

本发明的两路相干光路径为：

(1)光源1-分路器3-光纤耦合器4-延迟光纤5-光纤耦合器4-传感光纤6-反射装置7-传感光纤6-光纤耦合器4；

(2)光源1-分路器3-光纤耦合器4-传感光纤6-反射装置7-传感光纤6-光纤耦合器4-延迟光纤5-光纤耦合器4；

干涉信号经过分路器3进入光电探测器2转变为电信息，输出导线中传输的电流值。可以看出，本发明中光纤干涉系统光路结构具有良好的互易性，干涉结果只携带了外力产生的相位信息。

分路器3可以是光纤耦合器，也可以是光纤环形器，本实施例选择2×2光纤耦合器；光纤耦合器4也选择分光比1∶1的2×2光纤耦合器。

光源1可以是下述中的任一种：工作波长是1310nm或1550nm的半导体激光二极管(LD)，半导体发光二极管(LED)激光器，超辐射发光二极管(SLD)激光器和ASE光源等，本实施例选用工作波长为1550nm的半导体发光二极管(LED)光源。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。