[实用新型]强度解调型风速光纤传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感与检测技术领域，具体涉及一种强度解调型风速光纤传感器。

背景技术

在洁净空气质量检测行业，高效过滤器出风口的风速指标列为《药品生产质量管理规范》的主要检测项目；根据洁净度的不同等级，规定了不同的风速，并制定相应数值以示划分。随着科技的快速发展，风速检测的微小化、网络化、智能化将成为未来发展新趋势，传统的静态检测技术将被新型动态在线检测技术所取代。

目前使用的风速检测传感器一般为机械式传感器，此类传感器通常采用机械叶轮作为传感元件，存在风速响应较低、准确度不高，在较大风力作用下信号输出有较大的非线性，输出信号抗干扰能力差等缺点。伴随着光纤传感技术的广泛应用，新一代风速光纤传感器研究成果应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服传统风速检测设备准确度不高，不易实现动态检测的缺陷；提供了一种可在强电磁干扰环境下稳定工作，结构简单的强度解调型风速光纤传感器。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种强度解调型风速光纤传感器，包括均质圆形长轴、金属丝、多模光纤、引导光纤，所述均质圆形长轴的直径为D，长度为L，3mm≤D≤4mm，135mm≤L≤220mm；金属丝斜向紧贴绕置在均质圆形长轴表面上，金属丝与均质圆形转轴的轴向的夹角为θ₁，40°≤θ₁≤50°，金属丝的直径为d，0.05mm≤d≤0.08mm；多模光纤均匀绕置在均质圆形长轴表面上且与金属丝绕置方向相反，多模光纤与均质圆形长轴的轴向的夹角为θ₂，40°≤θ₂≤50°，多模光纤绕置圈数为n，45≤n≤55；所述的金属丝与多模光纤在均质圆形长轴表面上形成45～55个交叉点。

进一步的，所述金属丝采用钢丝。

进一步的，所述多模光纤两端通过引导光纤分别连接光源和探测器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1.输出信号为光强度，可在强电磁干扰环境下稳定工作；

2.采用全光纤结构，风速响应快；

3.结构简单，信号解调技术成熟，具有更高的准确度；

4.有利于实现动态在线检测，促进风速检测的微小化、网络化和智能化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为风速检测施例示意图。

图中各附图标记含义：1、均质圆形长轴，2、钢丝，3、多模光纤，4、引导光纤，5、光源，6、探测器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的强度解调型风速光纤传感器，包括均质圆形长轴1、金属丝、多模光纤3、引导光纤4，均质圆形长轴1为圆形截面、质量均匀分布的长轴；均质圆形长轴采用有机玻璃其直径为4mm，长度为200mm。金属丝采用钢丝2直径为0.05mm，钢丝2与均质圆形长轴1的轴向呈45°用强力胶504粘贴在均质圆形长轴1表面上；多模光纤3与均质圆形长轴1的轴向呈45°与钢丝绕置螺旋方向呈反向绕置在均质圆形长轴1表面上，多模光纤3的两端用强力胶504粘贴在均质圆形长轴表面上；多模光纤的绕置圈数为48；钢丝2与多模光纤3在均质圆形转轴表面上形成48个交叉点。

如图2所示，光源5发出的光经引导光纤4传输到多模光纤3，被探测器6接收。当均质圆形长轴1未受风力作用时，多模光纤3与钢丝2接触处由于未受到均质圆形长轴1的剪应变所以不会产生微弯。因此探测器6接收到的光的强度没有变化。

均质圆形长轴1受到风力F1作用时，均质圆形转轴1因各处产生剪应变使多模光纤3与钢丝2接触处产生微弯。风速大小不同，光纤的微弯曲率脉冲峰值、宽度变化不同，由此造成透过多模光纤3的光功率损耗亦不同。这种风速的作用使得通过多模光纤的光强受到调制。通过测量多模光纤3微弯后其透射光强度的变化，就可以得到风速的测量值。

本实用新型中光纤的光路是完全密封的，风速检测响应快，适合洁净室环境中进行风速测量的要求；相比传统的灯头扭矩传感器，采用多模光纤作为测量元件更易于实现风速的动态在线检测。