基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，包括上鋸齒板、下鋸齒板、A側變形齒、B側變形齒、第一信號光纖、第二信號光纖、第一1X2耦合器、測試單元和處理單元，上鋸齒板和下鋸齒板相對設置，A側變形齒和B側變形齒的數量均為多個，多個A側變形齒均勻布設于上鋸齒板的下表面上，多個B側變形齒均勻布設于下鋸齒板的上表面上，第一信號光纖和第二信號光纖并排夾持于A側變形齒與B側變形齒之間，第一信號光纖和第二信號光纖的模場直徑的差異不小于5%；測試單元通過第一1X2耦合器與第一信號光纖和第二信號光纖的一端均連接，測試單元還與處理單元連接。本發明靈敏度高，具有更大的潛力適應復雜環境。
【專利說明】基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于光纖傳感【技術領域】，涉及一種基于光信號強度變化的、通過采用兩根或兩根以上模場直徑有差異的光纖來實現大動態范圍光纖傳感裝置，具體涉及一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置。
【背景技術】
[0002]光纖傳感裝器由于相對傳統傳感器具有諸多優點而成為當前國內外研究的熱點之一，其中基于光信號強度變化的彎曲、微彎原理的傳感裝置相對于其他光纖傳感器具有結構簡單、光路封閉、成本低、易于構建分布式傳感裝置等優點。微彎光纖傳感器雖已具有較大的測試動態范圍，但在對滑坡、泥石流、地震、以及大型人工建筑物等大變形、長期的監測時，仍會遇到測試動態范圍不足的問題，若能解決該問題，則一方面可以延長已敷設的微彎光纖傳感裝置使用壽命，又能大幅度降低使用、維護和系統的成本。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，利用兩根光纖的模場直徑的不同，在相同波長下的光信號在兩根相同彎曲或微彎下、兩根光纖中傳輸時的損耗大小不同，從而可以擴展彎曲或微彎光纖傳感裝置的動態范圍，即保持了彎曲或微彎光纖傳感裝置高精度的特點，又不影響其低成本的優點，為該類光纖傳感裝置的推廣使用提供了良好的基礎。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，其特征在于:包括上鋸齒板、下鋸齒板、A側變形齒、B側變形齒、第一信號光纖、第二信號光纖、第一 1X2耦合器、測試單元和處理單元，所述上鋸齒板和下鋸齒板相對設置，所述A側變形齒和B側變形齒的數量均為多個，多個所述A側變形齒均勻布設于上鋸齒板的下表面上，多個所述B側變形齒均勻布設于下鋸齒板的上表面上，所述A側變形齒和B側變形齒對應布設，所述第一信號光纖和第二信號光纖并排夾持于A側變形齒與B側變形齒之間，所述第一信號光纖和第二信號光纖的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單元為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單元通過第一 1X2耦合器與第一信號光纖和第二信號光纖的一端均相連接，所述測試單元還與處理單元相連接。
[0005]上述的基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，其特征在于:所述第一信號光纖和第二信號光纖的另一端通過第二 1X2耦合器均與測試單元相連接，所述第二 1X2耦合器還與處理單元相連接。
[0006]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0007]1、本發明大動態范圍光纖傳感裝置，通過安置兩個模場直徑差異在5%以上的第一信號光纖和第二信號光纖，就可以大幅度的增加光纖傳感裝置的測試動態范圍，提高了精度、延長了光纖傳感裝置的使用壽命。
[0008]2、本發明不僅適用于彎曲或微彎類型的光纖傳感裝置，只要是基于光信號強度的、與光信號波長相關的光纖傳感裝置，均可采用上述裝置來達到增加測試動態范圍的目的。
[0009]3、本發明大動態范圍光纖傳感裝置，結構簡單、精度高、使用壽命長，利于推廣使用。
[0010]綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、靈敏度高、使用效果好，具有大動態范圍的光纖傳感裝置，可以具有更大的潛力適應復雜的實際應用環境，具有更好的精度和更長的使用壽命。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發明做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明第一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0013]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0014]圖3為本發明第二種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]3-1—第一 1X2耦合器； 3-2—第二 1X2耦合器； 4-1—A側變形齒；
[0017]4-2一B側變形齒；5—測試單兀；6-1—第一信號光纖；
[0018]6-2一第二信號光纖；7—處理單兀；9-1一上鋸齒板；
[0019]9~2—下銀齒板。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]如圖1和圖2所示，一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，包括上鋸齒板9-1、下鋸齒板9-2、A側變形齒4-1、Β側變形齒4_2、第一信號光纖6_1、第二信號光纖6-2、第一 1X2耦合器3-1、測試單元5和處理單元7，所述上鋸齒板9_1和下鋸齒板9_2相對設置，所述A側變形齒4-1和B側變形齒4-2的數量均為多個，多個所述A側變形齒4-1均勻布設于上鋸齒板9-1的下表面上，多個所述B側變形齒4-2均勻布設于下鋸齒板9-2的上表面上，所述A側變形齒4-1和B側變形齒4-2對應布設,所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2并排夾持于A側變形齒4-1與B側變形齒4-2之間，所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單兀5為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單兀5通過第一 1X2稱合器3-1與第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的一端均相連接，所述測試單元5還與處理單元7相連接。
[0022]本實施例中，第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2均夾持于上鋸齒板9-1與下鋸齒板9-2之間并同步變化，由于第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的模場直徑的差異，導致相同波長的光信號在相同的彎曲或微彎狀態中其具有較大的衰減差異，當模場直徑大的信號光纖在某一彎曲狀態下衰減大到不允許光信號通過時，模場直徑小的信號光纖仍可允許相同的光信號通過；反之，當模場直徑大的信號光纖在某一彎曲狀態下對光信號出現有衰減情況時，模場直徑小的信號光纖對相同的彎曲狀態下對光信號沒有光的衰減，這樣在第一信號光 纖6-1和第二信號光纖6-2并排夾持于上鋸齒板9-1與下鋸齒板9-2之間構成的彎曲傳感單元被同時監測時，就可以擴大該光纖傳感裝置的監測的動態范圍；當然可以通過增加更多的模場直徑有差異的信號光纖來進一步增加該裝置的動態范圍。
[0023]實施例2
[0024]如圖3所不,本實施例與實施例1不同的是:所述第一信號光纖6-1和第二信號光纖6-2的另一端通過第二 1X2耦合器3-2均與測試單元5相連接，所述第二 1X2耦合器3_2還與處理單元7相連接。本實施例中，其余部分的結構、連接關系和工作原理均與實施例1相同。
[0025]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變換，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，其特征在于:包括上鋸齒板(9-1)、下鋸齒板(9-2)、A側變形齒(4-1)、B側變形齒(4-2)、第一信號光纖(6-1)、第二信號光纖(6-2)、第一 1X2耦合器(3-1)、測試單元(5)和處理單元(7)，所述上鋸齒板(9-1)和下鋸齒板(9-2)相對設置，所述A側變形齒(4-1)和B側變形齒(4-2)的數量均為多個，多個所述A側變形齒(4-1)均勻布設于上鋸齒板(9-1)的下表面上，多個所述B側變形齒(4-2)均勻布設于下鋸齒板(9-2 )的上表面上，所述A側變形齒(4-1)和B側變形齒(4-2 )對應布設，所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)并排夾持于A側變形齒(4-1)與B側變形齒(4-2)之間,所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的模場直徑的差異不小于5% ;所述測試單元(5)為光時域反射計或光源-光功率計，所述測試單元(5)通過第一 1X2耦合器(3-1)與第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的一端均相連接，所述測試單元(5)還與處理單元(7)相連接。
2.根據權利要求1所述的基于模場直徑差異的大動態范圍光纖傳感裝置，其特征在于:所述第一信號光纖(6-1)和第二信號光纖(6-2)的另一端通過第二 1X2稱合器(3-2)均與測試單元(5)相連接，所述第二 1X2耦合器(3-2)還與處理單元(7)相連接。
【文檔編號】G01B11/16GK103808338SQ201210458762
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優先權日:2012年11月14日
【發明者】杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司