[发明专利]基于二极管光纤侧面耦合效应的分布式光纤漏水传感器

说明书

本发明公开了一种基于二极管光纤侧面耦合效应的分布式光纤漏水传感器，涉及漏水传感器领域。该传感器主要包括发光二极管光纤和光检测二极管光纤，发光二极管光纤和光检测二极管光纤均为长方体光纤与透镜结构光纤包层的结合体；发光二极管光纤内部设有均匀分布且相互连接的发光二极管、且位于透镜结构光纤包层对应的焦点处；光检测二极管光纤内设有均匀分布且相互连接的光检测二极管、且位于透镜结构光纤包层对应的焦点处；发光二极管光纤和光检测二极管光纤平行正对固定布置、且为透镜结构光纤包层正对，发光二极管和光检测二极管也一一相应正对。本发明既可以实时监测折射率的变化，又可以以一种低成本、结构简单、全光纤的方法实现高精度漏水定位。

技术领域

本发明涉及漏水传感器领域，具体为一种基于二极管光纤侧面耦合效应的分布式光纤漏水传感器。

背景技术

传统的光纤分布式传感技术普遍存在以下问题：（1）普遍存在测量盲区；（2）仅对应力和温度变化敏感，不能直接测量折射率的阶跃变化（漏水事件），需要依靠特殊材料耗费一定时间将漏水转化为应力或者温度变化，极大的影响测量的实时性；（3）数据分析处理机制复杂，同样影响测量实时性。此外，现有的液漏传感器定位精度普遍大于±0.5m，并且受限于各种约束条件，在原有技术框架内，很难实现大幅度的提升。

现有的基于“柔性LED灯带-加工了侧面光耦合结构的塑料光纤”侧面耦合结构分布式光纤漏水传感器对折射率直接敏感且定位方法简单，但存在以下问题：（1）柔性LED灯带的存在限制了传感器在电磁环境下的应用；（2）在塑料光纤上加工侧面耦合结构（缺陷、光栅等）不仅提高了传感器的加工成本，还影响传感器的使用寿命。

基于上述两点，需要设计一种可以实现漏水事件实时检测与高精度定位，还能实现传感器全光纤化、降低加工成本与结构复杂度的漏水传感器。

发明内容

本发明为了解决现有的漏水传感器不能实时检测、加工成本高、结构复杂且使用寿命受影响的问题，提供了一种基于二极管光纤侧面耦合效应的分布式光纤漏水传感器。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于二极管光纤侧面耦合效应的分布式光纤漏水传感器，包括发光二极管光纤和光检测二极管光纤，所述发光二极管光纤和光检测二极管光纤均为长方体光纤与透镜结构光纤包层的结合体、且长方体光纤与透镜结构光纤包层材料相同、一体成型；所述发光二极管光纤内部设有均匀分布且相互连接的发光二极管，所述发光二极管为LED发光二极管、且位于透镜结构光纤包层对应的焦点处；所述光检测二极管光纤内设有均匀分布且相互连接的光检测二极管，所述光检测二极管为PIN型光电二极管、且位于透镜结构光纤包层对应的焦点处；所述发光二极管光纤和光检测二极管光纤平行正对固定布置、且为透镜结构光纤包层正对，所述发光二极管和光检测二极管也一一相应正对，所述发光二极管光纤和光检测二极管光纤之间的介质为侧面耦合介质、距离为0~4mm，所述发光二极管光纤通过激光二极管驱动器驱动，所述光检测二极管光纤通过驱动电源驱动，所述光检测二极管光纤还与光电流集中式读取总线连接。