[发明专利]光纤干涉水位传感器

摘要

本发明公开了一种光纤干涉水位传感器，其是由由半导体激光器，3dB耦合器，敏感元件，法拉第旋光镜，导光光纤，光电探测器，计算机组成。其中，敏感元件是水位传感器的关键部分，它把水位的变化转换成光纤的纵向应变和径向应变，从而引起两条干涉臂相位差的变化，最后利用相位差变化反演出水位的变化。本发明不仅能实现高精度的水位测量，同时具有可靠性、抗电磁干扰、抗腐蚀性、灵敏度高和结构简单精巧等优点，适合应用于需高精度水位监测的环境。

主权项

1.一种光纤干涉水位传感器，包括半导体激光器（1）、第一导光单模光纤（2）、3dB耦合器（3）、第二导光单模光纤（4）、敏感元件（5）、第一法拉第旋光镜（6）、第二法拉第旋光镜（7）、参考光纤（8）、第三导光单模光纤（9）和光电探测器（10），3dB耦合器（3）的输入端通过第一导光单模光纤（2）与半导体激光器（1）相连，3dB耦合器（3）输出端分成两路，其中一路经第二导光单模光纤（4）与敏感元件（5）、第一法拉第旋光镜（6）相连，构成探测臂；另一路则经参考光纤（8）直接与第二法拉第旋光镜（7）相连，构成参考臂，3dB耦合器（3）经第三导光单模光纤（9）连接到光电探测器（10），光电探测器（10）则连接到相位解调系统上，其特征在于：敏感元件是采用在顺变柱体上紧密缠绕单模光纤的结构，在硅胶柱体上下表面固定两块不锈钢薄板，将敏感元件置于水中，作为传感探头，不锈钢薄板的作用是增大传感探头在水中的受力面积，从而增大敏感元件的灵敏度，该敏感元件可把水位的变化转化成光纤的纵向应变和径向应变，光纤的应变使两条干涉臂的相位差发生变化，该系统通过相位差变化可反演得到水位的变化。