[实用新型]光频域反射技术中可提高近距离传感稳定性的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，更具体而言,涉及一种提高光频域反射技术近距离传感稳定性的装置。

背景技术

光频域反射技术具有精度高、距离长、动态范围宽等优点，广泛应用于航空航天，国防军事，土木工程，能源电力等领域。在工程运用中，尤其是环境比较恶劣的情况，光频域反射技术在端点检测及分布式温度、应变传感中，容易受到外界环境干扰。用户在使用光频域反射装置时，通常只利用装置可测量范围的一小部分，因此在近距离测量使用居多。外界环境噪声主要是低频噪声，容易与低频信号发生串扰，导致系统的空间分辨率、精度以及稳定性将受到影响。因此，光频域反射技术中，减少外界噪声干扰以及提高系统稳定性很有必要。

实用新型内容

针对现有技术的不足或者改进需求，本实用新型提供了一种基于光频域反射技术的可以减少外界噪声干扰，提高近距离传感稳定性的装置。

本实用新型的光频域反射技术中可提高近距离传感稳定性的装置，包括线性扫频激光器、光纤分束器、主干涉仪、辅助干涉仪、数据采集卡和计算机，其中：

所述线性扫频激光器，发出激光波长周期性线性变化的扫频激光；

所述光纤分束器，与所述线性扫频激光器连接，将扫频激光分为两路，分别进入辅助干涉仪和主干涉仪；

所述主干涉仪，与所述光纤分束器连接，使进入该主干涉仪的扫频激光发生拍频干涉，产生第一拍频信号；

所述辅助干涉仪，与所述光纤分束器连接，使进入该辅助干涉仪的扫频激光发生拍频干涉，产生第二拍频信号，该第二拍频信号经过转化后作为所述数据采集卡的外部时钟；

所述数据采集卡，与所述辅助干涉仪连接，在外部时钟的触发下等频域间隔采样第一拍频信号；

所述计算机，与所述数据采集卡连接。

接上述技术方案，所述主干涉仪包括传感臂和参考臂，且参考臂大于传感臂的长度，参考臂的末端连接法拉第旋转镜。

接上述技术方案，所述主干涉仪还包括第一光隔离器和第一光纤耦合器，所述第一光隔离器的一端连接光纤分束器，另一端与所述第一光纤耦合器的一端连接，所述第一光纤耦合器的另一端与传感臂和参考臂连接，传感臂和参考臂的反射信号在所述第一光纤耦合器处发生拍频干涉。

接上述技术方案，该主干涉仪还包括第一光电探测器，其一端与光纤耦合器连接，另一端与数据采集卡连接。

接上述技术方案，该辅助干涉仪包括第二光隔离器、第二光纤耦合器、两路单模光纤和第二光电探测器，该两路单模光纤的末端均连接法拉第旋转镜，两路光经过两个法拉第旋转镜反射原路返回，在第二光纤耦合器处发生拍频干涉，产生的第二拍频信号进入第二光电探测器。

接上述技术方案，所述光纤分束器具体将扫频激光分为10：90两路。

接上述技术方案，所述线性扫频激光器为窄线宽激光器，扫描范围为1520nm-1630nm，扫频速度2nm/s-2000nm/s。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提出了一种提高光频域反射技术短距离传感稳定性的装置，本实用新型具有测量距离长，空间分辨率高，系统重复性高，稳定性好。尤其是在近距离测量中，特别是在外界环境恶劣的情况下，能有效减少外界环境的干扰。可应用于光网络器件的端点检测，本实用新型的分布式温度、应变传感功能还可以应用于航空航天，国防军事，土木工程，能源电力等领域。

附图说明

为了完善说明并帮助更好地理解本实用新型特性的目的，下面通过附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为分布式光频域反射传感装置图；

图2分布式光频域反射传感装置具体结构示意图；

图中：1为线性扫描激光器，2为光纤分束器(10：90)，3为主干涉仪，4为辅助干涉仪，5为高速数据采集卡，6为计算机，7为光隔离器，8为光纤耦合器(2x2)，9为传感臂，10为参考臂，11为单模光纤，12为反射点R1，13为反射点R2，14为单模光纤，15为法拉第旋转镜，16为光电探测器。17为光隔离器，18为光纤耦合器(2x2)，19为法拉第旋转镜，20为单模光纤，21为法拉第旋转镜，22为光电探测器。

具体实施方式

下面实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本发明的光频域反射技术中可提高近距离传感稳定性的装置，该装置包括线性扫频激光器1、光纤分束器2、主干涉仪3、辅助干涉仪4、数据采集卡5和计算机6，其中：