[实用新型]一种光纤扭转传感器

说明书

本实用新型涉及光纤传感技术领域，尤其是一种光纤扭转传感器，包括激光器，激光器的输出端通过光纤连接到起偏器上，起偏器通过光纤连接在第一偏振控制器的输入端上；第一偏振控制器与第二偏振控制器之间连接有传感用保偏光纤，传感用保偏光纤的两端设有调整微调架机构；第二偏振控制器远离传感用保偏光纤的一端连接在偏振分析仪上，偏振分析仪通过信号线连接在计算机上。当安装在扭转物体(比如机械臂)上的传感用保偏光纤随着物体一起扭转的时候，在偏振分析仪上将显示出扭转的角度、速度等参数，实现扭转传感。本实用新型测量精度高，测量误差小，适应性广，结构简单，易于操作，且成本低，值得推广。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤扭转传感器。

背景技术

保偏光纤由于具有良好的抵御外界干扰的能力和保持偏振态稳定传输的特性，保偏光纤已经被广泛用于多个领域，包括光纤通信和光纤传感领域。在基于保偏光纤的传感器中，保偏光纤的作用有两类：一类是利用保偏光纤稳定传输偏振态的特性，从而在干涉型传感器中起到保证干涉基本条件(同波长、同偏振、固定的相位差)的作用，比如电流传感器、光纤陀螺等；另一类利用测量保偏光纤双折射或偏振模耦合的变化来实现对外界参量的传感。后一类可以用于多参量的传感，比如振动、应力、温度、电流及扭转角度等参量的检测并能实现对被测物理量的高精度测量。

对于光纤扭转传感器，目前的研究方向主要是基于单模光纤的扭转，实际上是对于随机低双折射光纤的扭转进行研究，而没有对高双折射保偏光纤扭转进行研究。由于低双折射光纤双折射的随机性，是的这种传感技术很不实用。许多旋转动力机械，比如扭转机的机械臂、机器人的机械手等，扭转参数是十分重要的参数，实时准确地检测出扭转参数对于其运行状况具有非常重要的意义。扭转参数测量也是各种旋转动力机械产品的研究开发、质量检验、安全和优化控制等工作中不可少的内容。目前，大部分扭转光纤传感器所采用的技术是基于光纤布拉格光栅，光子晶体光纤和萨格纳克干涉仪等原理来实现，其系统往往比较复杂，且成本较高。因此我们提出了一种光纤扭转传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光纤扭转传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

设计一种光纤扭转传感器，包括激光器、起偏器、第一偏振控制器、第一六维微调架、传感用保偏光纤、第二六维微调架、第二偏振控制器、偏振分析仪和计算机；

所述激光器的输出端通过光纤连接到起偏器上，所述起偏器通过光纤连接在所述第一偏振控制器的输入端上；

所述第一偏振控制器连接到传感用保偏光纤；

所述传感用保偏光纤与被测扭转物体固定在一起，当物体扭转时，传感用保偏光纤也随之扭转；

传感用保偏光纤输入光的一端固定在传感用保偏光纤上固定不动，而输出光的一端随被测物体一起转动，从而使传感用保偏光纤发生扭转；

传感用保偏光纤的输出端通过第二六维微调架与后面的光纤对准，使从传感用保偏光纤的输出光重新回到光路中；

所述第二偏振控制器远离传感用保偏光纤的一端连接在偏振分析仪上，当传感用保偏光纤扭转时，偏振分析仪上将显示出偏振态变化，从而感知物体的扭转；

偏振分析仪通过信号线连接在计算机上。

优选地，所述激光器为分布式反馈激光器。

优选地，所述传感用保偏光纤为椭圆芯保偏光纤；

优选地，所述传感用保偏光纤为领结型保偏光纤；

优选地，所述传感用保偏光纤为熊猫型保偏光纤。

优选地，所述传感用保偏光纤在固定到扭转物体上的时候，应确保不受额外的压力。