[实用新型]一种单光纤输出干涉式振动传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及干涉式振动传感领域，尤其涉及一种单光纤输出干涉式振动传感装置。

背景技术

光纤振动传感系统主要用于国防、电力、煤矿、石化等行业，其作用是对这些重要的场所进行实时入侵检测。它对保证重要区域的安全，保障生命和财产的安全起着重要的作用。

现有的光纤振动传感系统是由激光器、耦合器、传感光纤、反射终端、光电探测器、数据采集器和计算机组成。其工作原理为：激光器输出连续的激光信号，经过耦合器后被耦合器分成均等的两路光信号，两路光信号分别进入两根传感光纤中，两根传感光纤的末端分别放置一个反射终端。两路光信号在光纤被反射终端反射回来，在耦合器中形成干涉。再由光电探测器转换成模拟电信号，经采集器采集和数据处理器处理后送入计算机中进行存储和显示，最终得到传感光纤中的振动信号。

现有的光纤振动传感系统中，激光器、光电探测器、数据采集器、数据处理器被封装在一个机箱中作为处理主机，该处理被放置在控制室内。耦合器、传感光纤、反射终端作为传感单元敷设在现场。主机和现场传感单元之间通过两根通信光纤连接。这种振动传感方式主机和现场传感单元之间需要两根通信光纤，且传感单元末端需要两个反射终端，系统结构复杂。因此，现有的方法存在如下的缺陷和不足：

1、每路传感单元需要两根通信光纤与主机连接，传感单元较多时就需要很多的通信光纤；

2、每路传感单元需要两个末端反射终端，传感单元较多时就需要很多的反射终端；

3、系统结构较复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现优化了干涉式光纤振动传感装置的结构，能够降低了系统的总体成，并且使得系统实施更加简单。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种单光纤输出干涉式振动传感装置，包括主机、耦合器和振动传感光纤，所述的主机激光输出端口连接耦合器输入端端口，所述的耦合器的两个输出端口分别连接振动传感光纤的两端。

本实用新型的优点在于减少了主机和传感光纤之间的通信光纤数量；优化了传感段的光纤结构，去除了末端反射装置；系统结构简单，总体成本降低。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为单光纤输出干涉式振动传感装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，单光纤输出干涉式振动传感装置包括主机、耦合器3、振动传感光纤4和计算机8，其中主机包括激光器1、环形器2、光电探测器5、数据采集器6、数据处理器7，下面对各个部件功能、结构以及连接关系详细说明如下：

激光器1，采用ASE宽带光源，输出5mW的连续光信号，用于输出用于干涉振动传感的连续激光信号；

环形器2，采用光纤环形器2，用于将激光器1输出的光信号注入到传感光纤中，并将传感光纤中返回的振动信号分离出来；

耦合器3，为1x2光纤耦合器3，用于将输入的光信号分成两路，两路光的分光比为1:1，同时形成光纤干涉回路，使得两路光信号在耦合器3中形成干涉；

振动传感光纤4，用于对外界振动信号的传感，可以选用康宁公司SM-28e+普通单模光纤；

光电探测器5，采用PIN高速光电探测器5，将传感光纤中返回的光信号转换电信号；

数据采集器6，采用高速数据采集芯片，运行速度为1Mb/s；

数据处理器7，采用高速FPGA处理芯片，实现对传感光纤中返回的光信号进行分析和处理；

计算机8，采用工业级计算机8，实现数据的存储和展示。

激光器1输出光信号至环形器2的输入端口，环形器2输出端口作为主机的输出端口用于连接耦合器3，光信号由耦合器3分成功率均等的两路光信号，耦合器3的两个输出端口分别连接同一根振动传感光纤4的两端，形成环形光纤振动传感回路。一路光由耦合器3的一个输出端口输出，在环形光纤振动传感环路中顺时针传输，另一路光由耦合器3的另一个输出端口输出，在环形光纤振动传感环路中逆时针传输。两路光在环形光纤振动传感回路中相向传输，且传输路径完全相同，在耦合器3处相汇形成干涉。干涉后的光信号由耦合器3的输入端口反向传输，经环形器2的返回端口输入到光电探测器5中。光电探测器5将输入的光信号转成电信号，并经过采集器转换成数字信号后送入处理器中进行处理，得出传感光纤中的振动信号数据。处理后的振动信号数据通过通信接口送入计算机8中进行存储和显示。