[实用新型]一种基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统。

背景技术

双折射光纤环镜以其制作简单、灵敏度高、成本低、偏振无关等优势，在应变、温度、位移、弯曲等传感测量领域得到广泛的应用。灵敏度是传感器的重要指标之一，一直受到学者的关注，其中，部分学者提出通过尽可能采用较高双折射率的双折射光纤的方式来提高系统的应变灵敏度，也有部分学者提出通过结构创新来提高双折射光纤环镜的应变灵敏度，但结构创新方法，在改善双折射光纤环镜应变灵敏度的同时，也增加了系统的成本和系统的复杂性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在不增加系统复杂性的前提下,有效提高双折射光纤环镜应变灵敏度的基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型提出了一种基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统，包括光纤耦合器、双折射光纤、光源和光谱仪，其中，双折射光纤的两端分别与光纤耦合器的两个输出臂相连接，光源与光纤耦合器的光源输入端口相连接，光谱仪的输入端与光纤耦合器的干涉光谱输出端口相连接；所述双折射光纤是双折射率为7.7024×10^-6～2×10^-4的双折射光纤。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述光纤耦合器为3dB光纤耦合器。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述光源为宽带光源。

本实用新型所述一种基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型设计的基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统，采用双折射率在7.7024×10^-6～2×10^-4范围内的双折射光纤，使得整个轴向应变测量系统在控制成本且不增加系统复杂性的同时，能够有效提高双折射光纤环镜的应变灵敏度；

（2）本实用新型设计的基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统中，针对双折射光纤的选取，改变了本领域技术人员一贯通过较高双折射率的双折射光纤来提高系统的应变灵敏度的方式，采用了相对较低双折射率的双折射光纤构成轴向应变测量系统，有效提高了双折射光纤环镜的应变灵敏度，具有显著的进步性。

附图说明

图1是本实用新型提出的轴向应变测量方法的系统实施示意图；

图2是监测点波长变化与应变的关系仿真图；

图3是0με轴向应变和200με轴向应变情况下的干涉光谱仿真图；

图4是示例波峰A、B轴向应变灵敏度随监测点波长变化的关系仿真图；

图5是双折射率取值范围为7.7024×10^-6～10.2×10^-4的双折射光纤的轴向应变灵敏度随双折射率变化的仿真图。

其中，1.光源，2.光谱仪，3.光纤耦合器，4.双折射光纤，5.光源输入端口，6.干涉光谱输出端口，7.输出臂，8.输出臂。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提出了一种基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统，包括光纤耦合器、双折射光纤、光源和光谱仪，其中，双折射光纤的两端分别与光纤耦合器的两个输出臂相连接，光源与光纤耦合器的光源输入端口相连接，光谱仪的输入端与光纤耦合器的干涉光谱输出端口相连接；所述双折射光纤是双折射率为7.7024×10^-6～2×10^-4的双折射光纤。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述光纤耦合器为3dB光纤耦合器。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述光源为宽带光源。

本实用新型设计的基于双折射光纤环镜的轴向应变测量系统，采用双折射率在7.7024×10^-6～2×10^-4范围内的双折射光纤，使得整个轴向应变测量系统在控制成本且不增加系统复杂性的同时，能够有效提高双折射光纤环镜的应变灵敏度。

基于以上设计的轴向应变测量系统，采用如下步骤进行轴向应变的测量。

步骤1.将双折射光纤粘贴在被测物体上，通过光谱仪测量其干涉光谱；

步骤2.在被测物体未受任何应变的情况下，即双折射光纤未受任何应变的情况下，在干涉光谱上，寻找波长最长的一个光功率峰值点，作为最佳监测点；