[实用新型]具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感装置，特别是涉及一种具有备份光纤的微弯型光纤传感装置。

背景技术

光纤微弯传感器是一种光强度调制的传感器，具有成本低、灵敏度高、具有一定的环境抗干扰能力的特点，其实现方案是基于光纤的弯曲或微弯损耗来实现的。通过改变光纤的弯曲程度，从而导致输出光功率的变化。

光功率损耗的原理是：当光纤受到弯曲扰动的时候，将会产生弯曲损耗，主要是微弯损耗和宏弯损耗。两者弯曲损耗均是由于光纤弯曲时导致纤芯中的部分导模耦合至包层引起的，两者损耗可以根据Marcuse的理论公式计算弯曲损耗大小，其公式如下：

光功率损耗的原理是：当光纤受到弯曲扰动的时候，将会产生弯曲损耗，主要是微弯损耗和宏弯损耗。两者弯曲损耗均是由于光纤弯曲时导致纤芯中的部分导模耦合至包层引起的，两者损耗可以根据Marcuse的理论公式计算弯曲损耗大小，其公式如下：

P_OUT＝P_IN exp(-γS)

其中，P_OUT和P_IN分别为输出和输入光功率，γ是弯曲损耗系数，S为弯曲弧长。可以看出光纤的弯曲损耗系数γ越大，即光纤弯曲半径越小，则损耗越大，但弯曲半径过小会导致光纤寿命大幅度减少，影响传感器的使用寿命，所以实际应用中光纤的弯曲半径是受限制的；另一方面，在相同的弯曲损耗系数γ下，若增加弯曲弧长S，则可增大衰减，可以通过大幅度增加弯曲弧长S，达到大幅度提高光纤传感器的动态范围和精度的目的。

微弯型光纤传感器测试距离变化的分辨率甚至可以达到0.1纳米的级别上，并且在较低成本下就可以完成，所以光纤微弯传感器是一种非常具有大规模应用潜力的光纤传感器类型之一。

作为传感装置，可靠性是最重要的性能之一，微弯型光纤传感器也不能例外，随着微弯型光纤传感器中处于弯曲状态光纤长度的增加，光纤传感器灵敏度虽然也在增加，但同时光纤断裂的几率也增大了，如何大幅度延长光纤的使用寿命目前仍是一个未解决的难题，而采用适当结构的备用光纤是一种更容易实现的解决办法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种具有备份光纤的微弯型光纤传感装置。该微弯型光纤传感装置结构简单、设计合理、加工制作方便、成本低且使用方式灵活、寿命长、灵敏度高，具有推广价值。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：包括锯齿支架和布设在锯齿支架相对两侧的多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，至少有两个或两个以上信号光纤并排夹持于A侧变形齿和B侧变形齿之间，A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在所述信号光纤两侧，所述信号光纤至少一端连接有一N×M多通道光纤连接器，所述N×M多通道光纤连接器的N端连接有测试单元，所述测试单元连接有处理单元，所述N×M多通道光纤连接器的M端与信号光纤连接，所述N×M多通道光纤连接器N端的端口数量是1至2个，M端的端口数量是至少为2个。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述N×M多通道光纤连接器是N×M光纤耦合器或N×M光开关。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述N×M光纤耦合器是1×M光纤耦合器或2×M光纤耦合器。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所说的N ×M光开关是1×M光开关或2×M光开关。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤的至少一端安装有光反射装置。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：每个信号光纤上且位于锯齿支架两侧均安装有光反射装置。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤的两端均安装有N×M光纤耦合器。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤的一端安装有N×M光纤耦合器，所述信号光纤的另一端安装有受处理单元控制的N×M光开关。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述锯齿支架为曲线形壳体、弹簧或锯齿板。

上述的具有热备份光纤的微弯型光纤传感装置，其特征在于：所述光反射装置为光反射镜、光纤光栅或包含光反射气泡的光纤。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、加工制作简便、投入成本低且使用方式灵活、灵敏度高。