CN103925985A - 一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 - Google Patents
一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103925985A CN103925985A CN201410144060.0A CN201410144060A CN103925985A CN 103925985 A CN103925985 A CN 103925985A CN 201410144060 A CN201410144060 A CN 201410144060A CN 103925985 A CN103925985 A CN 103925985A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- fiber
- section
- core
- vibrating sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置。包括第一光纤、无芯光纤段、第三光纤和毛细管段,所述第一光纤、无芯光纤段、第三光纤顺序熔接,所述无芯光纤段的长度为0.5厘米~10厘米,无芯光纤段的实心包层直径小于所述第一光纤外径;所述无芯光纤段位于所述毛细管段内,所述毛细管段的两端分别与所述第一光纤、第三光纤的涂覆层粘结。基于上述振动传感器的检测装置,包括基于无芯光纤的振动传感器、光源和频谱仪。本发明克服了普通振动传感器工艺复杂、灵敏度受限及动态范围小等缺陷,具有灵敏度高、结构简单牢固、易于制作的特点,可进行大范围、高精度的振动频率探测并可实现大规模标准化制作生产。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感领域,尤其涉及一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置。
背景技术
随着近几十年来光纤传感技术的不断发展,光纤传感器已经能够实现几十个物理量的探测并逐渐被运用于通讯、工程、物理参数测量等领域。光纤传感器实现对振动波的探测是现在研究的热点之一。随着当今社会发展,对基础设施的结构健康状况的实时监测有了越来越高的要求,例如桥梁振动和应力的监测、电机振动监测、变压器振动监测等,同时也要求传感器能够在复杂电磁环境下进行可靠稳定的多参量测量。在这样的要求下光纤传感器相较于传统传感器突显出很多优势,比如不受电磁干扰、体积小、重量轻、耐腐蚀等。由此光纤传感器已经得到了越来越广泛的应用。
无芯光纤是一种新型光纤,与纤芯-包层结构的普通光纤不同,这种光纤是一种具有均匀材质的石英纤维,没有纤芯,只由实心包层和涂覆层构成,不带有折射率差导致的分层特征,包层和涂覆层分别有纯熔融石英材料和聚合物材料制成,涂覆层可以很容易被剥离掉。
无芯光纤振动传感器作为光纤传感器家族中的一员,它除了具有已有传统光纤传感器的优点之外,还具有更大的动态范围、更高的精度和灵敏度、可远程测量等优点,已引起科研工作者越来越广泛的关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无芯光纤的振动传感器,能够克服普通振动传感器灵敏度受限问题,并提高动态范围。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于无芯光纤的振动传感器,包括第一光纤、无芯光纤段、第三光纤和毛细管段,所述第一光纤、无芯光纤段、第三光纤顺序熔接,所述第一光纤、第三光纤为同规格的单模光纤,所述无芯光纤段的长度为0.5厘米~10厘米,无芯光纤段的实心包层直径小于所述第一光纤外径;所述无芯光纤段位于所述毛细管段内,所述毛细管段的两端分别与所述第一光纤、第三光纤的涂覆层粘结。
优选的,所述毛细管段为石英毛细管段。所述毛细管段与第一光纤、第三光纤的涂覆层采用环氧树脂或紫外胶粘结。
本发明还提供了一种所述基于无芯光纤的振动传感器的检测装置,其特征在于,包括所述基于无芯光纤的振动传感器、光源和频谱仪,所述光源和所述频谱仪分别连接所述振动传感器两端,所述振动传感器固定于被检测的振动源之上。
本发明所述基于无芯光纤的振动传感器,利用了传感器内无芯光纤受到振动产生微弯,而无芯光纤与腔内空气由于折射率的不同等效成一种多模光纤,基于单模-多模-单模结构的模式干涉进而将振动信号调制到光信号上的特性,实现了基于强度调制的振动传感,这种方法克服了利用多模光纤通过包层模式实现传感探测灵敏度低的问题,同时也克服了通过腐蚀掉多模光纤包层让外界环境充当包层的工艺复杂性,一定程度上减少了误差。
本发明基于上述振动传感器的检测装置的优点是结构简单牢固、成本低、产品成功率高可操作性强、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、测量动态范围大、测量精度高、可远程测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1为本发明所述基于无芯光纤的振动传感器示意图。
图2为本发明所述基于无芯光纤的振动传感器的检测装置结构图。
其中1——第一单模光纤,2——无芯光纤,3——第三单模光纤,4——石英毛细管,5——粘合剂,6——光源,7——振动源,8——振动传感器,9——频谱仪。
具体实施方式
如图1所示,第一单模光纤1、无芯光纤段2、第三单模光纤3顺序熔接,第一单模光纤、第三单模光纤为同规格的单模光纤,无芯光纤段的长度为0.5厘米~10厘米,无芯光纤段的实心包层直径小于第一单模光纤外径;无芯光纤段2悬空位于石英毛细管段4内,石英毛细管段4的两端分别与第一单模光纤、第三单模光纤的涂覆层通过粘合剂5粘结。无芯光纤2于石英毛细管4中悬空,免受环境干扰。粘合剂5采用环氧树脂或紫外胶。
图2所示为本发明所述基于无芯光纤的振动传感器的检测装置,它包括可对振动频率进行测量无芯光纤传感器8,光源6和频谱仪9。其中光源6和频谱仪9分别连接无芯光纤传感器8两端,无芯光纤传感器固定于振动源7之上。
本发明基于无芯光纤的振动传感器的检测装置的工作过程是,光源6将光入射到传感器8中,当传感器受到来自振动源7振动时,毛细管4中的无芯光纤2受到振动作用发生微弯,引起模式变化形成多模干涉,从而引起光强变化,实现对光的强度调制,通过频谱仪9对信号进行处理,即可获得振动的精确频率。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于无芯光纤的振动传感器,其特征在于,包括第一光纤、无芯光纤段、第三光纤和毛细管段,所述第一光纤、无芯光纤段、第三光纤顺序熔接,所述第一光纤、第三光纤为同规格的单模光纤,所述无芯光纤段的长度为0.5厘米~10厘米,无芯光纤段的实心包层直径小于所述第一光纤外径;所述无芯光纤段位于所述毛细管段内,所述毛细管段的两端分别与所述第一光纤、第三光纤的涂覆层粘结。
2.根据权利要求1所述的基于无芯光纤的振动传感器,其特征在于,所述毛细管段为石英毛细管段。
3.根据权利要求1或2所述的基于无芯光纤的振动传感器,其特征在于,所述毛细管段与第一光纤、第三光纤的涂覆层采用环氧树脂或紫外胶粘结。
4.一种权利要求1所述基于无芯光纤的振动传感器的检测装置,其特征在于,包括所述基于无芯光纤的振动传感器、光源和频谱仪,所述光源和所述频谱仪分别连接所述振动传感器两端,所述振动传感器固定于被检测的振动源之上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410144060.0A CN103925985A (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410144060.0A CN103925985A (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103925985A true CN103925985A (zh) | 2014-07-16 |
Family
ID=51144284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410144060.0A Pending CN103925985A (zh) | 2014-04-10 | 2014-04-10 | 一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103925985A (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104960552A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 北京交通大学 | 基于无芯光纤感知铁路现场作业防护无人值守*** |
CN106248194A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-21 | 华中科技大学 | 一种基于无芯光纤的振动测量装置 |
CN106482808A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-03-08 | 武汉工程大学 | 一种基于石英毛细玻璃管的液位传感器及制备方法 |
CN106592428A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-04-26 | 北京恒润生工程科技有限公司 | 基于无芯光纤感知的智能拉索及其制备方法 |
CN108279079A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-13 | 东北大学 | 一种基于无芯光纤径向大错位结构涂覆聚二甲基硅氧烷的点式温度传感装置 |
CN109142278A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-04 | 华北电力大学(保定) | 一种海水盐度的测量方法 |
CN114152327A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于光腔衰荡技术的振动探测方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007015324A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Tama-Tlo, Ltd. | マイクロフォン素子 |
CN101308042A (zh) * | 2007-05-16 | 2008-11-19 | 日立电线株式会社 | 光纤振动传感器 |
CN101729967A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-06-09 | 天津大学 | 基于多模干涉的声光转换方法及光学麦克风 |
CN102636250A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-15 | 暨南大学 | 光纤矢量振动传感仪 |
-
2014
- 2014-04-10 CN CN201410144060.0A patent/CN103925985A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007015324A1 (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-08 | Tama-Tlo, Ltd. | マイクロフォン素子 |
CN101308042A (zh) * | 2007-05-16 | 2008-11-19 | 日立电线株式会社 | 光纤振动传感器 |
CN101729967A (zh) * | 2009-12-17 | 2010-06-09 | 天津大学 | 基于多模干涉的声光转换方法及光学麦克风 |
CN102636250A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-15 | 暨南大学 | 光纤矢量振动传感仪 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104960552A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 北京交通大学 | 基于无芯光纤感知铁路现场作业防护无人值守*** |
CN106248194A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-21 | 华中科技大学 | 一种基于无芯光纤的振动测量装置 |
CN106482808A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-03-08 | 武汉工程大学 | 一种基于石英毛细玻璃管的液位传感器及制备方法 |
CN106592428A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-04-26 | 北京恒润生工程科技有限公司 | 基于无芯光纤感知的智能拉索及其制备方法 |
CN108279079A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-13 | 东北大学 | 一种基于无芯光纤径向大错位结构涂覆聚二甲基硅氧烷的点式温度传感装置 |
CN109142278A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-04 | 华北电力大学(保定) | 一种海水盐度的测量方法 |
CN114152327A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-08 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于光腔衰荡技术的振动探测方法 |
CN114152327B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-12-22 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于光腔衰荡技术的振动探测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103925985A (zh) | 一种基于无芯光纤的振动传感器及其检测装置 | |
US11112316B2 (en) | Optical fiber temperature sensor | |
CN103439765B (zh) | 一种全光纤型多径干涉仪 | |
CN103940530B (zh) | 一种基于空心环形波导光纤的温度传感器 | |
CN104297839B (zh) | 一种光子晶体光纤和光子晶体光纤传感器 | |
CN205262638U (zh) | 用于对温度和应变同时测量的双芯光子晶体光纤传感器 | |
CN105371981A (zh) | 内壁镀银液晶填充空心光纤表面等离子体共振温度传感器 | |
CN103969221A (zh) | 基于单模-细芯-多模-单模结构的光纤折射率传感器 | |
CN113324570B (zh) | 一种基于气球形光纤mzi的传感装置及气球形光纤mzi传感器制作方法 | |
CN103162722A (zh) | 微光纤法-珀微腔传感器及制作方法 | |
CN203587177U (zh) | 光纤液位传感器 | |
CN103411542A (zh) | 一种基于Mach-Zehnder干涉的光纤微位移传感器及其制作方法 | |
CN106706111B (zh) | 一种声发射传感器及声发射信号探测方法 | |
CN113091970B (zh) | 一种自愈型智能全光柔性膜片 | |
CN202794029U (zh) | 一种湿度检测装置上用的光纤湿度传感器 | |
CN105548611A (zh) | 一种带有温度自补偿功能的光纤f-p腔加速度传感器 | |
CN210427778U (zh) | 一种双芯光纤磁场传感探头 | |
CN106052913B (zh) | 一种高灵敏度的压力传感装置 | |
CN109596206B (zh) | 基于液体填充光子晶体光纤的振动传感器 | |
CN203364764U (zh) | 基于双fbg悬挂式探头结构的超精密微位移传感*** | |
CN110455748A (zh) | 基于马赫曾德干涉的光纤湿度传感器 | |
CN109991562A (zh) | 一种双芯光纤磁场传感探头 | |
CN102507076B (zh) | 基于镀金光纤传感头的液压传感方法 | |
CN102721828B (zh) | 具有滑动反射镜式温度自补偿光纤加速度传感器 | |
CN103115570B (zh) | 基于望远镜式熔锥结构的马赫曾德干涉高灵敏微位移传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140716 |