[发明专利]基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置及方法，属于光纤传感和车辆动态测量领域。该装置包括脉冲光源、导入光纤、耦合器、传感头、传输光纤、导出光纤、光电探测器、示波器以及用于数据处理的计算机；耦合器包括一号耦合器和二号耦合器，传感头包括一号传感头和二号传感头；一号耦合器、一号传感头、二号传感头、二号耦合器通过传输光纤组成环形谐振腔，本发明结构简单，方法新颖，测量精度高，重复性好，并且能够同时实现车辆动态称重和速度监测，在公路交通实时监测领域具有广泛的应用前途。

主权项

1.一种基于光纤环形腔衰荡技术的车辆动态测量传感装置，其特征在于：包括脉冲光源(1)、导入光纤(2)、耦合器、传感头、传输光纤(5)、导出光纤(6)、光电探测器(7)、示波器(8)以及用于数据处理的计算机(9)；耦合器包括一号耦合器(3a)和二号耦合器(3b)，传感头包括一号传感头(4a)和二号传感头(4b)；所述传感头包括光纤和两个缓冲板，光纤设置在两个缓冲板之间，缓冲板与光纤接触面为波纹面；一号耦合器(3a)、一号传感头(4a)、二号耦合器(3b)和二号传感头(4b)通过传输光纤连接构成环形谐振腔；所述脉冲光源通过导入光纤与一号耦合器(3a)相连，二号耦合器(3b)通过导出光纤与光电探测器(7)相连，光电探测器(7)通过示波器(8)与计算机(9)相连；脉冲光源的脉冲宽度为t2，脉冲时间间隔为t1，脉冲光源的光束在环形谐振腔内环形一周的时间为τr；脉冲光源经环形谐振腔传输至光电探测器，光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并将电信号显示在示波器上，显示的光谱为衰荡光谱，衰荡光谱的衰荡时间为τ，其中，t2<τr，t1>τ；环形谐振腔呈矩形，矩形环形谐振腔的四个角采用圆弧过渡；耦合器和传感头均设置在矩形环形谐振腔的直线段，所述耦合器是2×2耦合器，耦合器的耦合比是1:99、12:88、0.1:99.9或8:92；一号传感头(4a)和二号传感头(4b)的位置正对。