CN107907310A - 一种便携式双路光纤折射率测量装置 - Google Patents

一种便携式双路光纤折射率测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107907310A
CN107907310A CN201711061440.8A CN201711061440A CN107907310A CN 107907310 A CN107907310 A CN 107907310A CN 201711061440 A CN201711061440 A CN 201711061440A CN 107907310 A CN107907310 A CN 107907310A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
optical
vertical
optical fiber
receiver
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
Application number
CN201711061440.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王宇
王云才
靳宝全
王东
董齐
王安帮
张明江
白清
刘昕
高妍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201711061440.8A priority Critical patent/CN107907310A/zh
Publication of CN107907310A publication Critical patent/CN107907310A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/37—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides in which light is projected perpendicularly to the axis of the fibre or waveguide for monitoring a section thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明一种便携式双路光纤折射率测量装置，属于光纤测量设备技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种便携且准确测量光纤折射率的测量装置；技术方案为：包括上盖、底座和设置在底座内的光学测量模块，所述底座上设置有光纤固定槽，所述光纤固定槽的两侧分别设置有水平发射器和水平接收器，所述水平发射器的发射端和水平接收器的接收端沿水平方向对准，所述光纤固定槽的上、下方分别设置有垂直发射器和垂直接收器，所述垂直发射器的发射端和垂直接收器的接收端沿垂直方向对准；本发明可广泛应用于光纤测量领域。

Description

一种便携式双路光纤折射率测量装置
技术领域
本发明一种便携式双路光纤折射率测量装置，属于光纤测量设备技术领域。
背景技术
分布式光纤传感***广泛用于温度、应变和振动等物理量的实时检测，在石油石化、隧道交通、智能建筑、周界安防、桥梁边坡、水利工程等领域应用广泛。
上述各类物理量的位置检测通常采用光时域反射原理，利用飞行时间法计算光纤中光脉冲信号经后向散射返回光注入端的时刻与光脉冲发射时刻的差值T，进而计算出物理量位置距光注入端的距离L=(c×T)/(2×n)，从而实现对各类物理量的有效定位，其中c为光在真空中的传播速度，n为传感光纤折射率。由于光纤折射率n取值的偏差会影响外界物理量的定位精度，所以分布式光纤传感***在使用过程中，需要一种便携式光纤折射率测量装置，用来对长距离传感光纤的折射率分布情况进行多点实时精确测量，并对传感***的物理量定位性能进行校准。而现有的光纤折射率测量装置并没有针对分布式光纤传感***长距离和实时性的特点进行设计，无法在工程现场正常使用。
发明内容
本发明一种便携式双路光纤折射率测量装置，克服了现有技术存在的不足，提供了一种便携且准确测量光纤折射率的测量装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种便携式双路光纤折射率测量装置，包括上盖、底座和设置在底座内的光学测量模块，所述底座上设置有光纤固定槽，所述光纤固定槽的两侧分别设置有水平发射器和水平接收器，所述水平发射器的发射端和水平接收器的接收端沿水平方向对准，所述光纤固定槽的上、下方分别设置有垂直发射器和垂直接收器，所述垂直发射器的发射端和垂直接收器的接收端沿垂直方向对准；
所述光学测量模块包括激光生成模块、分光模块、第一光衰减模块、第二光衰减模块、第一干涉平台、第二干涉平台、模数转换模块和微处理器，所述激光生成模块发出的光经分光模块后，分为四束激光由A、B、C、D四个输出端口分别输出，从A输出端口输出的光直接进入所述第一干涉平台的第一输入端E，从B输出端口输出的光经第一光衰减模块后从水平发射器发出，经过传感光纤后由水平接收器接收，并输入第一干涉平台的第二输入端F；从D输出端口输出的光直接进入第二干涉平台的第一输入端H，从C输出端口输出的光经第二光衰减模块后从垂直发射器发出，经过传感光纤后由垂直接收器接收，并输入第二干涉平台的第二输入端G；第一干涉平台的输出端和第二干涉平台的输出端与模数转换模块的输入端相连；模数转换模块的输出端与微处理器的输入端相连。
进一步，所述光纤固定槽的横截面为半圆形。
进一步，还包括设置在所述底座上的显示屏和设置在所述底座内的显示驱动模块，所述微处理器的输出端通过显示驱动模块与所述显示屏连接。
进一步，还包括设置在所述底座表面的按键和设置在所述底座内的按键驱动模块，所述按键通过按键驱动模块与所述微处理器进行通信，从而控制所述光学测量模块的启停。
进一步，还包括设置在所述光纤固定槽两侧的卡扣，所述卡扣用于将传感光纤固定在光纤固定槽内，所述卡扣的数量为两个。
进一步，所述垂直发射器设置在所述上盖上，所述垂直接收器设置在所述光纤固定槽底部，上盖和底座完全闭合时，垂直发射器的发射端和垂直接收器的接收端沿垂直方向对准。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本装置能够同时从水平方向和垂直方向进行双路光纤折射率的实时精确测量，并能沿光纤长度方向进行传感光纤折射率分布情况的多点检测，测量精确、操作便捷、易于携带，可以很方便地校准光时域反射***的定位结果，提升分布式光纤传感***的物理量定位精度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的外观结构示意图。
图2为本发明底座的俯视图。
图3为本发明光学测量模块的结构示意图。
图中，1-上盖，2-垂直发射器，3-I号卡扣，4-II号卡扣，5-光纤固定槽 ，6-底座，7-按键，8-显示屏，9-垂直接收器，10-水平发射器，11-水平接收器，12-激光生成模块 ，13-分光模块，14-第一光衰减模块，15-传感光纤，16-第一干涉平台，17-模数转换模块，18-第二光衰减模块，19-第二干涉平台，20-微处理器，21-显示驱动模块，22-按键驱动模块。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种便携式双路光纤折射率测量装置，包括上盖1、底座6和设置在底座6内的光学测量模块，所述底座6上设置有光纤固定槽5，所述光纤固定槽6的两侧分别设置有水平发射器10和水平接收器11，所述水平发射器10的发射端和水平接收器11的接收端沿水平方向对准，所述光纤固定槽6的上、下方分别设置有垂直发射器2和垂直接收器9，所述垂直发射器2的发射端和垂直接收器9的接收端沿垂直方向对准；
本装置将上盖1、垂直发射器2、I号卡扣3、II号卡扣4、光纤固定槽5、底座6、按键7、显示屏8、垂直接收器9、水平发射器10、水平接收器11装配成双路光纤折射率检测装置的机械结构，将光学测量模块密封在底座6中。I号卡扣3和II号卡扣4分别安装在光纤固定槽5的两端，配合光纤固定槽5固定待测传感光纤15，通过打开I号卡扣3和II号卡扣4可以更换待测试传感光纤15或者沿传感光纤15的方向将装置移动到其他位置，垂直发射器2安装在上盖1的内表面，垂直接收器9固定于光纤固定槽5的底部，且上盖1和底座6合上之后会使垂直发射器2的发射端和垂直接收器9的接收端在垂直方向对准，水平发射器10和水平接收器11分别位于光纤固定槽5的两侧且水平发射器10的发射端和水平接收器11的接收端在水平方向上对准。
如图3所示，将激光生成模块12、分光模块13、第一光衰减模块14、第二光衰减模块18、第一干涉平台16、第二干涉平台19、模数转换模块17、微处理器20、显示驱动模块21和按键驱动模块22装配成双路光纤折射率检测装置的光学测量模块。
在工作状态下，将传感光纤15固定在光纤固定槽5内，将上盖1和底座6合上，当按下按键7使装置通电后，分光模块13的B端口发射的激光经第一光衰减模块14衰减后通过垂直发射器2发出，激光透射过传感光纤15后由垂直接收器9接收，分光模块13的C端口发射的激光经第二光衰减模块18衰减后通过水平发射器10发出，透射过传感光纤15后由水平接收器11接收，从而将传感光纤15的折射率信息附加到了双路光束上。由于采用双路检测，垂直方向上光纤折射率的检测原理与水平方向上的光纤折射率检测原理相同，下面只介绍垂直方向上光纤折射率的检测原理。
激光发射模块12发出激光，由分光模块13将激光分为四束，分光模块13的输出端口A发出的光信号作为参考光直接输出至第一干涉平台16的输入端口E，分光模块13的输出端口B发出的光信号作为信号光，通过第一光衰减模块14后，物光能量发生变化，第一光衰减模块14的输出通过垂直发射器2发射并透过传感光纤15后由垂直接收器9接收，输出连接至第一干涉平台16的输入端口F，由于信号光在通过传感光纤15后相位会发生变化，根据光的干涉原理，由于具有稳定的相位差，信号光和参考光在第一干涉平台16上发生干涉，形成明暗交替的干涉全息图，通过改变对应的第一光衰减模块14的衰减值来调节在第一干涉平台16上生成的干涉全息图的清晰度。模数转换模块17将第一干涉平台16与第二干涉平台19的干涉全息图转化为数字信号并传入微处理器20进行数据处理，微处理器20进行光波相位的提取，通过提取出的相位与光纤的多层模型结合求得传感光纤15的折射率，同时将双路提取出的光纤折射率进行平均处理，微处理器20将平均后的数值转换为显示驱动模块21对应的数据类型，显示驱动模块21驱动显示屏8来显示出折射率值信息，同时，按键7通过按键驱动模块22与微处理器20进行通信来控制整个装置的启停，完成光纤折射率的测量。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于：包括上盖（1）、底座（6）和设置在底座（6）内的光学测量模块，所述底座（6）上设置有光纤固定槽（5），所述光纤固定槽（6）的两侧分别设置有水平发射器（10）和水平接收器（11），所述水平发射器（10）的发射端和水平接收器（11）的接收端沿水平方向对准，所述光纤固定槽（6）的上、下方分别设置有垂直发射器（2）和垂直接收器（9），所述垂直发射器（2）的发射端和垂直接收器（9）的接收端沿垂直方向对准；
所述光学测量模块包括激光生成模块（12）、分光模块（13）、第一光衰减模块（14）、第二光衰减模块（18）、第一干涉平台（16）、第二干涉平台（19）、模数转换模块（17）和微处理器（20），所述激光生成模块（12）发出的光经分光模块（13）后，分为四束激光由A、B、C、D四个输出端口分别输出，从A输出端口输出的光直接进入所述第一干涉平台（16）的第一输入端E，从B输出端口输出的光经第一光衰减模块（14）后从水平发射器（10）发出，经过传感光纤（15）后由水平接收器（11）接收，并输入第一干涉平台（16）的第二输入端F；从D输出端口输出的光直接进入第二干涉平台（19）的第一输入端H，从C输出端口输出的光经第二光衰减模块（18）后从垂直发射器（2）发出，经过传感光纤（15）后由垂直接收器（9）接收，并输入第二干涉平台（19）的第二输入端G；第一干涉平台（16）的输出端和第二干涉平台（19）的输出端与模数转换模块（17）的输入端相连；模数转换模块（17）的输出端与微处理器（20）的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于:所述光纤固定槽（5）的横截面为半圆形。
3.根据权利要求1所述的一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于:还包括设置在所述底座（6）上的显示屏（8）和设置在所述底座（6）内的显示驱动模块（21），所述微处理器（20）的输出端通过显示驱动模块（21）与所述显示屏连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于:还包括设置在所述底座（6）表面的按键（7）和设置在所述底座（6）内的按键驱动模块（22），所述按键（7）通过按键驱动模块（22）与所述微处理器（20）进行通信，从而控制所述光学测量模块的启停。
5.根据权利要求1所述的一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于:还包括设置在所述光纤固定槽（5）两侧的卡扣（3,4），所述卡扣（3,4）用于将传感光纤（15）固定在光纤固定槽内，所述卡扣（3，4）的数量为两个。
6.根据权利要求1所述的一种便携式双路光纤折射率测量装置，其特征在于:所述垂直发射器（2）设置在所述上盖（1）上，所述垂直接收器（9）设置在所述光纤固定槽（5）底部，上盖（1）和底座（6）完全闭合时，垂直发射器（2）的发射端和垂直接收器（9）的接收端沿垂直方向对准。
CN201711061440.8A 2017-11-02 2017-11-02 一种便携式双路光纤折射率测量装置 Pending CN107907310A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711061440.8A CN107907310A (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种便携式双路光纤折射率测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711061440.8A CN107907310A (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种便携式双路光纤折射率测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107907310A true CN107907310A (zh) 2018-04-13

Family

ID=61843164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711061440.8A Pending CN107907310A (zh) 2017-11-02 2017-11-02 一种便携式双路光纤折射率测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107907310A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2816781Y (zh) * 2005-07-21 2006-09-13 北京信诺光维科技发展有限公司 光时域反射测量装置
CN203732242U (zh) * 2014-03-11 2014-07-23 国家电网公司 光缆快速测试仪
CN104819961A (zh) * 2015-04-23 2015-08-05 上海大学 一种在线无损测量特种光纤折射率的数字全息***
CN106017613A (zh) * 2016-05-13 2016-10-12 江苏昂德光电科技有限公司 一种光纤激光液位传感***
CN106248623A (zh) * 2015-06-10 2016-12-21 佳能株式会社 折射率测量方法、测量装置和光学元件制造方法
CN106788698A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 上海航天科工电器研究院有限公司 一种用于45°光纤阵列耦合效率测试的装置及方法
CN107238582A (zh) * 2017-05-02 2017-10-10 太原理工大学 一种物质折射率远程测量装置及其测量方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2816781Y (zh) * 2005-07-21 2006-09-13 北京信诺光维科技发展有限公司 光时域反射测量装置
CN203732242U (zh) * 2014-03-11 2014-07-23 国家电网公司 光缆快速测试仪
CN104819961A (zh) * 2015-04-23 2015-08-05 上海大学 一种在线无损测量特种光纤折射率的数字全息***
CN106248623A (zh) * 2015-06-10 2016-12-21 佳能株式会社 折射率测量方法、测量装置和光学元件制造方法
CN106017613A (zh) * 2016-05-13 2016-10-12 江苏昂德光电科技有限公司 一种光纤激光液位传感***
CN106788698A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 上海航天科工电器研究院有限公司 一种用于45°光纤阵列耦合效率测试的装置及方法
CN107238582A (zh) * 2017-05-02 2017-10-10 太原理工大学 一种物质折射率远程测量装置及其测量方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张煦主编: "《光纤通信技术词典》", 28 February 1990, 上海交通大学出版社 *
本书编写组: "《光切显微镜和干涉显微镜》", 31 December 1978, 机械工业出版社 *
苏君红、张玉龙主编: "《光纤材料技术》", 30 April 2009, 浙江科学技术出版社 *
董小满: "透射式微分干涉法测量光纤折射率分布的理论与方法研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 信息科技辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105509868B (zh) 相位敏感光时域反射光纤分布式传感***相位计算方法
CN107238412B (zh) 一种同时监测振动、应力、温度的分布式光纤传感器
CN102997061B (zh) 一种基于光纤传感的天然气管道泄漏监测***
CA3008080A1 (en) System for monitoring dynamic weighing and speed of vehicles on lanes
CN103532616B (zh) 一体化光缆故障检测装置
CN208171424U (zh) 多光源相位敏感光时域反射计
CN103234672A (zh) 基于双折射晶体温度补偿的光纤压力传感器及其制作方法
CN206440242U (zh) 一种基于botda和定点应变光缆的分布式位移传感器
CN104374465A (zh) 基于光纤光栅传感器地铁低频振动测试设备及其测试方法
CN102829807A (zh) Botda和potdr相结合的分布式光纤传感***
CN108519147A (zh) 多光源相位敏感光时域反射计及其方法
CN202648831U (zh) 一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置
CN109738927A (zh) 隧道内外导航信号连续定位***和方法
CN103115633A (zh) 利用相位生成载波降低干涉路径散（反）射光干扰的方法
CN107036733A (zh) 基于暗脉冲光源的双芯弱光栅阵列的多参量分布式测量***及测量方法
CN108645501A (zh) 一种基于分布式光纤传感水管运行监测***
CN109000613A (zh) 一种采空区地质沉降三维快速检测***
CN106643836A (zh) 一种同时测量轴向加速度与水平旋转角速度的光纤传感装置
CN108240827A (zh) 一种基于拉锥保偏光纤光栅光电振荡器的多参量测量方法及装置
CN106643842A (zh) 一种分布式传感器及传感方法
CN101794506A (zh) 用于分布式光纤温度传感***中数据校准的方法及装置
CN107907310A (zh) 一种便携式双路光纤折射率测量装置
CN102494799B (zh) 一种双波长光延迟光纤温度传感器
CN107167225A (zh) 一种分布式光纤应力及振动的传感***及其传感方法
CN104321633B (zh) 用于测量基片中间隔区域的***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180413

RJ01 Rejection of invention patent application after publication