[发明专利]同轴光纤传感器

说明书

本发明涉及光纤传感器技术领域，具体涉及同轴光纤传感器。本发明的同轴光纤传感器，包括具有内腔的外壳、激光器、接收器、透镜组，外壳上形成有均与内腔连通的激光器接口、检测接口和接收器接口，激光器发生的检测激光在激光器接口、检测接口之间形成发射光路，发射光路顺次经过透镜、分光棱镜以及组合透镜；检测接口返回的检测激光与接收器接口之间形成检测光路，检测光路顺次经过组合透镜以及分光棱镜。本发明将光纤放大器的发射光路和检测光路做成光路同轴结构，提高了生产效率与检测精度；并且其在发射器的光路上采用透镜与组合透镜相结合的透镜组进行聚焦，提高了发射器光线与光纤的耦合效率。

技术领域

本发明属于光纤传感器技术领域，具体涉及同轴光纤传感器。

背景技术

光纤传感器是工业自动化常用的一种传感器，应用十分广泛。光纤传感器通常包含两个部分：一是光纤感测头，用于传输光信号；二是光纤放大器，用于对光纤感测头传输的光信号进行调制解调。

光纤放大器内部含有光发射器和光接收器，光发射器产生的调制光通过光纤感测头投射到探测物体上，探测物表面会产生反射光，反射光通过另一根光纤感测头传输到光接收器上，在这个过程中，调制光发射和接收的路径是分开的，即通过两根光纤感测头分别进行传输，结构复杂，占用空间大，不利于一些高精度的测量，且双光纤感测头生产工艺复杂，效率低，。

发明内容

本发明提供的同轴光纤传感器，克服了上述现有技术的不足，其将光纤放大器的发射光路和检测光路做成光路同轴结构，确保使用一根光纤就可以完成检测，提高了生产效率与检测精度；其在发射器的光路上采用透镜与组合透镜相结合的透镜组聚焦，提高了发射器光线与光纤的耦合效率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：本发明提供的同轴光纤传感器，包括具有内腔的外壳、激光器、接收器、透镜组，上述透镜组包括透镜、分光棱镜以及组合透镜，上述外壳上还形成有均与内腔连通的激光器接口、检测接口和接收器接口，上述激光器安装在激光器接口，上述接收器安装在接收器接口，上述透镜、分光棱镜以及组合透镜依次设置在激光器接口与检测接口之间，上述接收器接口设置在外壳侧部；

上述激光器发生的检测激光在激光器接口、检测接口之间形成有发射光路，上述发射光路顺次经过透镜、分光棱镜以及组合透镜；

由上述检测接口返回的检测激光与接收器接口之间形成检测光路，上述检测光路顺次经过组合透镜以及分光棱镜。

本发明公开的同轴光纤传感器的一种改进，上述激光器接口、检测接口相对地设置在外壳上；

上述激光器发生的检测激光在激光器接口、检测接口之间形成有发射光路并由检测接口出射，上述发射光路顺次经过透镜、分光棱镜以及组合透镜，其中透镜、组合透镜的光轴重合且分光棱镜朝向激光器的镜面垂直于透镜或组合透镜的光轴；

由上述检测接口返回的检测激光与接收器接口之间形成检测光路，上述检测光路经过组合透镜后由分光棱镜的分光面反射至接收器接口，上述分光棱镜的分光面与透镜或组合透镜的光轴的夹角小于90度。优选的，分光棱镜的分光面与透镜或组合透镜的光轴的夹角为45度。分光棱镜的分光面为棱镜的斜面，下同。

本发明公开的同轴光纤传感器的一种改进，上述接收器接口、检测接口相对地设置在外壳上；

上述激光器发生的检测激光在激光器接口、检测接口之间形成有发射光路并由检测接口出射，上述发射光路顺次经过透镜、分光棱镜以及组合透镜，其中透镜、组合透镜的光轴垂直且分光棱镜的分光面与透镜或组合透镜的光轴的夹角小于90度；优选的，分光棱镜的分光面与透镜或组合透镜的光轴的夹角为45度。

由上述检测接口返回的检测激光与接收器接口之间形成检测光路，上述检测光路经过组合透镜后由分光棱镜的斜面透射并经过直角面后至接收器接口，上述分光棱镜的分光面与透镜或组合透镜的光轴的夹角小于90度。