CN203148398U - 一种基于保偏光纤的曲率传感器 - Google Patents
一种基于保偏光纤的曲率传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203148398U CN203148398U CN 201320165571 CN201320165571U CN203148398U CN 203148398 U CN203148398 U CN 203148398U CN 201320165571 CN201320165571 CN 201320165571 CN 201320165571 U CN201320165571 U CN 201320165571U CN 203148398 U CN203148398 U CN 203148398U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fibre
- maintaining optical
- polarization maintaining
- welding
- polarization
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于保偏光纤的曲率传感器,包括宽带光源、单模光纤、保偏光纤、光纤光栅和光谱仪。宽带光源的输出端与单模光纤的左端连接,单模光纤的右端与保偏光纤的左端进行腰椎放大熔接,保偏光纤的右端与光纤光栅的左端进行腰椎放大熔接,光纤光栅的右端与光谱仪连接。该曲率传感器不仅制造简单,结构稳固,不易折断;而且利用保偏光纤提高了相干信噪比,实现了对弯曲曲率的高精度测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤传感器,尤其涉及一种光纤曲率传感器。
背景技术
在机械制造上,曲率传感器具有重要作用。因为在机械结构中,存在大量传递弯矩的杆类和轴类零件,需要对其在弯矩载荷下的弯曲曲率进行侧量,以期对这些零件的强度、刚度、连续性、完整性和安全性进行校核和评价,这对于提高产品质量、减少浪费、避免事故尤其是灾难性事故的发生,都具有十分重要的意义。目前,对比与其它测曲率的方法,弯曲光纤传感器具有闭合的光路,可应用于很脏的环境,本身成本低,精度高的优点。
随着光纤传感技术的发展,测量曲率的光纤传感器有很多方法可以利用,例如利用光纤光栅传感器对弯曲的曲率进行测量;利用光子晶体光纤特殊熔接的方法制作测量弯曲曲率的传感器;利用光纤拉锥的方法测量弯曲的曲率,但这些传感器都有缺点。光纤光栅弯曲传感器需要大功率激光器刻写光栅结构,制造比较复杂;光子晶体光纤传感器在熔接光纤时比较困难,并且成本较高;拉锥方法制作的曲率传感器容易折断。因此,这些传感器在实际运用中受到限制。
发明内容
针对传统曲率传感器制造复杂,结构易损坏等缺点,本发明的目的在于提供一种基于保偏光纤的曲率传感器,该传感器具有制造简单,结构稳固,精度高等优点。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种基于保偏光纤的曲率传感器,包括宽带光源、单模光纤、保偏光纤、光纤光栅和光谱仪,宽带光源的输出端与单模光纤的左端连接,单模光纤的右端与保偏光纤的左端进行腰椎放大熔接,保偏光纤的右端与光纤光栅的左端进行腰椎放大熔接,光纤光栅的右端与光谱仪连接。
所述的腰椎放大熔接,其熔接的参数为:自动熔接模式,放电时间2000ms,放电强度标准,熔接的重叠量为150μm;光纤熔接之后,其腰椎直径为150-170μm,腰椎长度为200-300μm。所述的保偏光纤型号为熊猫型PM1550,模场直径为9.8μm,长度为10-40mm。
所述的光纤光栅为布拉格光纤光栅、长周期光纤光栅,其栅区长度为10mm-30mm,具有温度传感作用,用于补偿温度变化对曲率测量的影响。
所述的宽带光源波长范围为1500nm-1600nm。
所述的光谱仪检测输出的透射光谱,其最大的分辨率为10pm。
本发明所的有益效果为:
1.利用保持线偏振方向不变的保偏光纤,提高相干信噪比,以实现对曲率的高精度测量;
2.利用腰椎放大的模式干涉结构,不仅制造方便,而且提高了装置的稳固性,不易造成物理损坏;
3.采用光谱仪检测峰值波长移动,使得测量方法简单方便,快捷,提高传感器的实用性。
附图说明
下面结合附图及其具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明的实验测量装置图;
图2为本发明的保偏光纤熔接示意图;
图3为利用本发明进行测量的结果图;
1为宽带光源;2为单模光纤;3为保偏光纤;4为光纤光栅;5为光谱仪。
具体实施方法
图1中,一种基于保偏光纤的曲率传感器,包括宽带光源1、单模光纤2、保偏光纤3、光纤光栅4和光谱仪5。宽带光源1的输出端与单模光纤2的左端连接,单模光纤2的右端与保偏光纤3左端进行腰椎放大熔接,保偏光纤的右端与光纤光栅4的左端进行腰椎放大熔接,光纤光栅4的右端与光谱仪5连接。
其工作方式为:宽带光源1发出的光波在输入单模光纤2中以基模的形式传播,绝大部分光能量束缚在纤芯内。光波经过单模光纤2传输到第一个腰椎放大的点,也就是单模光纤2与保偏光纤3的熔接点,由于腰椎放大使芯径的不匹配,部分光注入保偏光纤3的包层,从而激发高阶包层模在包层中传输,另一部分光耦合进保偏光纤3的纤芯,以基模的形式在纤芯内传播。两部分光经中间的保偏光纤3传输,在第二个腰椎放大点处产生干涉,耦合进输出的光纤光栅4,通过光谱仪5就会在光谱图上显示出透射光谱的干涉图样。该装置正是通过监测透射光谱波长的漂移量来测量光纤的曲率。
图2所示的为本发明的保偏光纤熔接示意图,其制作方法为:通过商业熔接机熔接,参数如下:自动熔接模式,放电时间为2000ms,放电强度为标准,熔接重叠量150μm。在电弧放电以后,由于大的重叠量和推力作用使软化和挤到一起的光纤直径逐渐扩大,形成腰椎放大点。其中腰椎直径为150-170μm,长度为200-300μm。传感器结构中,熔接的保偏光纤型号为熊猫型PM1550,其模场直径为9.8μm,长度为10-40mm。
图3所示的为利用本发明进行测量的结果图。当传感器受到的弯曲曲率从0.65m-1增大到2.45m-1,干涉光谱的波峰移动了16.1nm,灵敏度系数为9nm/m-1,相对应的曲率分辨率为1.11×10-3m-1。
Claims (4)
1.一种基于保偏光纤的曲率传感器,其特征在于,包括宽带光源、单模光纤、保偏光纤、光纤光栅和光谱仪,宽带光源的输出端与单模光纤的左端连接,单模光纤的右端与保偏光纤的左端进行腰椎放大熔接,保偏光纤的右端与光纤光栅的左端进行腰椎放大熔接,光纤光栅的右端与光谱仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于保偏光纤的曲率传感器,其特征在于,所述的腰椎放大熔接,其熔接的参数为:自动熔接模式,放电时间2000ms,放电强度标准,熔接的重叠量为150μm;光纤熔接之后,其腰椎直径为150-170μm,腰椎长度为200-300μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于保偏光纤的曲率传感器,其特征在于,所述的保偏光纤型号为熊猫型PM1550,模场直径为9.8μm,长度为10-40mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于保偏光纤的曲率传感器,其特征在于,所述的光纤光栅为布拉格光纤光栅、长周期光纤光栅,其栅区长度为10mm-30mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201320165571 CN203148398U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 一种基于保偏光纤的曲率传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201320165571 CN203148398U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 一种基于保偏光纤的曲率传感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203148398U true CN203148398U (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=48975915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201320165571 Expired - Fee Related CN203148398U (zh) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | 一种基于保偏光纤的曲率传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203148398U (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105222721A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-01-06 | 浙江大学 | 基于光纤曲率传感器的水下管缆变形自检*** |
CN105277135A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-27 | 东北大学 | 一种具有温度不敏感特性的高灵敏度光纤曲率传感结构 |
CN105783996A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-20 | 华中科技大学 | 一种可同时测量声波与压力的光纤传感器 |
CN106370626A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-01 | 中国计量大学 | 基于氧化石墨烯薄膜和花生形结构的光纤湿度传感器 |
-
2013
- 2013-04-03 CN CN 201320165571 patent/CN203148398U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105222721A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-01-06 | 浙江大学 | 基于光纤曲率传感器的水下管缆变形自检*** |
CN105222721B (zh) * | 2015-09-21 | 2018-08-24 | 浙江大学 | 基于光纤曲率传感器的水下管缆变形自检*** |
CN105277135A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-27 | 东北大学 | 一种具有温度不敏感特性的高灵敏度光纤曲率传感结构 |
CN105277135B (zh) * | 2015-09-22 | 2018-04-03 | 东北大学 | 一种具有温度不敏感特性的高灵敏度光纤曲率传感结构 |
CN105783996A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-20 | 华中科技大学 | 一种可同时测量声波与压力的光纤传感器 |
CN106370626A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-01 | 中国计量大学 | 基于氧化石墨烯薄膜和花生形结构的光纤湿度传感器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100491924C (zh) | 超远程分布式光纤拉曼与布里渊光子传感器 | |
CN103901532A (zh) | 多芯光纤、采用该多芯光纤的传感装置及其运行方法 | |
CN103017687B (zh) | 正交偏振光纤光栅矢量扭转传感装置及其检测方法 | |
CN203148398U (zh) | 一种基于保偏光纤的曲率传感器 | |
CN102506906B (zh) | 一种提高ф-otdr分布式光纤传感***性能的方法及*** | |
CN102080954B (zh) | 超远程100km全分布式光纤瑞利与拉曼散射传感器 | |
CN202177385U (zh) | 一种脉冲编码超远程全分布式光纤瑞利与拉曼散射传感器 | |
CN102116684B (zh) | 可自校正的全分布式光纤拉曼散射传感器 | |
CN102589459A (zh) | 融合光纤拉曼频移器和拉曼放大器的全分布式光纤传感器 | |
CN102853936B (zh) | 远程分布式光纤拉曼温度传感器 | |
CN102410887B (zh) | 分布式光纤温度传感器***中的受激拉曼散射补偿方法 | |
CN104111086A (zh) | 基于低布里渊散射阈值传感光纤的光时域反射仪的装置与方法 | |
CN201935670U (zh) | 一种超远程100km全分布式光纤瑞利与拉曼散射传感器 | |
CN203465033U (zh) | 基于宽谱光源的布里渊分布型光纤温度传感器 | |
CN102564642B (zh) | 融合拉曼放大效应的光纤拉曼频移器的全分布光纤传感器 | |
Hayashi et al. | Alternative implementation of simplified Brillouin optical correlation-domain reflectometry | |
CN202770555U (zh) | 远程分布式光纤拉曼温度传感器和环形区域测温装置 | |
CN203672333U (zh) | 一种基于腰椎放大熔接光纤光栅的曲率传感器 | |
CN102506915B (zh) | 一种基于三阶拉曼放大技术的布里渊光时域分析*** | |
CN103134533A (zh) | 基于双通道的分布式光纤传感装置及其运行方法 | |
CN203785642U (zh) | 一种基于花生型结构的全光纤弯曲传感器 | |
CN104655193A (zh) | 一种基于噪声调制的布里渊光相干反射仪 | |
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 | |
CN202453115U (zh) | 一种拉曼放大效应的光纤拉曼频移器的全分布光纤传感器 | |
CN201917417U (zh) | 可自校正的全分布式光纤拉曼散射传感器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130821 Termination date: 20140403 |