[发明专利]基于3乘3耦合器的光纤干涉型压力传感器

说明书

本发明公开了一种基于3乘3耦合器的光纤干涉型压力传感器，其是由半导体激光器，隔离器，平行排列3*3耦合器，导光光纤，压力敏感探头，参考光纤绕环，法拉第旋镜，光电探测器，上位机解调系统组成。压力敏感探头是压力传感的关键部分，主要原理是将外部压力变化转化为光纤长度等物理特性的变化，进而引起整个迈克尔逊干涉结构中参考臂和信号臂之间长度的变化和传感光纤中光的相位信号的变化，通过干涉，相位信号的变化转化为光强信号的变化，通过解调光电探测器探测到的光强信号，可以实现相位信号变化的测量，进而可以反演出压力信号的变化。本发明可以实现压力信号的测量，本质安全并且具有高精度，高灵敏度，结构简单，调试方便，耐腐蚀抗干扰的特点。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于3*3耦合器的迈克尔逊干涉型压力传感器。。

背景技术

压力传感器作为一种典型的传感器，涉及到关乎国计民生的各个领域。压力传感器通常利用敏感部件对环境变量如物理效应，化学效应等制成各种各样的压力传感器，压力测量的范围逐渐提高，随着传感器向集成化，智能化，小型化，系列化和标准化方面的发展，以及随着现代测控技术，计算机技术，数据信号处理技术的提高，高精度，高灵敏度的压力传感器的需求也越来越大，光纤压力传感器伴随着新技术的发展成为一种新的研究趋势。

光纤压力传感器自十九世纪70年代开始投入研究，根据光纤在测试系统中的应用，目前光纤压力传感器主要可以分为功能型光纤压力传感器和非功能型光纤压力传感器。功能型光纤压力传感器是在外界压力作用下对光纤自身的某些光学特性进行调制，而非功能型光纤压力传感器是借助其他光学敏感元件来完成传感功能。在公开专利号为CN102297743A的中国专利中，提出了一种光纤压力传感器，其主要部件为弹性薄膜，光学谐振腔和光纤准直器，弹性薄膜与光纤准直器相对的一面镀有高反射膜，当外界压力改变的时候，会引起弹性膜片发生形变，进而反射光反射到光纤准直器端面上的能量会随着压力的改变而改变，通过测量出射光的压强即可实现压力的连续监测，对于这种强度调制型的光纤传感器灵敏度和精度都相对较低，无法实现高精度测量。在公开专利号为CN1743821A的中国专利中提出了一种高性能光纤压力传感器，其具体涉及一 种油井状态监测的高性能光纤压力传感器，其主要原理在于通过光谱分析仪把珐-珀腔长度的变化测量出来，进而实现压力的测量。但由于珐-珀腔的制作加工难度较大，并且量程范围小具有一定的局限性，且需要配合光谱分析仪进行操作，这大大提高了成本，降低了工程应用中实用性。

光纤干涉型压力传感器具有体积小，重量轻，抗电磁干扰，抗辐射，耐高温，耐腐蚀，高灵敏度，高精度的特点，光纤干涉型压力传感器在计量科学领域具有极大的应用前景。

发明内容

本发明针对现有压力传感器的不足，他提出了一种结构简单，灵敏度高，可靠性强，成本相对较低的基于3*3耦合器的光纤干涉型压力传感器。

本发明包括如下技术方案：