一种基于法布里珀罗的光纤传感器及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111664880A(43)申请公布日2020.09.15(21)申请号202010512079.1(22)申请日2020.06.08(71)申请人防灾科技学院地址101100北京市通州区八里桥迤东(72)发明人蔡建羡张良鑫洪利吴燕雄高志涛邱中超(74)专利代理机构南通鼎点知识产权代理事务所(普通合伙)32442代理人胡建锋(51)Int.Cl.G01D5/353(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于法布里珀罗的光纤传感器及其应用(57)摘要本发明提出一种基于法布里珀罗的光纤传感器及其应用，由第一单模光纤与第二单模光纤耦合构成，第一单模光纤的耦合端面和第二单模光纤的耦合端面分别从套管的两端插入套管内，第一单模光纤的耦合端面和第二单模光纤的耦合端面上均镀设高反射膜形成高反射面，两个高反射面之间设有谐振腔。应用基于法布里珀罗的光线传感器的频分复用系统包括基于法布里珀罗的光线传感器、耦合器、光电转换器以及相位解调器。本发明所述的基于法布里珀罗的光纤传感器及其应用具有结构简单合理、成本低、体积小、有效的保留了光在传感器中传输时的强度、提高感应的灵敏度的优点。CN111664880ACN111664880A权利要求书1/2页1.一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，由第一单模光纤(1)与第二单模光纤(5)耦合构成，第一单模光纤(1)的耦合端面和第二单模光纤(5)的耦合端面分别从套管(8)的两端插入套管(8)内，所述第一单模光纤(1)的耦合端面和第二单模光纤(5)的耦合端面上均镀设高反射膜形成高反射面，分别为第一高反射面(4)和第二高反射面(7)，所述第一高反射面(4)与第二高反射面(7)之间设有谐振腔(3)。2.根据权利要求1所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述第一单模光纤(1)的耦合端面和第二单模光纤(5)的耦合端面上。3.根据权利要求1所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述第一单模光纤(1)包括第一单模光纤纤芯(2)和包裹于所述第一单模光纤纤芯(2)外围的第一单模光纤纤芯包层,所述第二单模光纤(5)包括第二单模光纤纤芯(6)和包裹于所述第二单模光纤纤芯外围的第二单模光纤纤芯包层。4.根据权利要求1所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述第一高反射面向着第二高反射面的方向上的谐振腔(3)的厚度为18-22μm。5.根据权利要求1所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述谐振腔(3)采用干净、无杂质的腔体。6.根据权利要求5所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述谐振腔(3)采用真空腔体。7.根据权利要求1所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器，其特征在于，所述基于法布里珀罗的光纤传感器的输出信号采用相位解调器进行信号解调，其中相位解调器采用的是交叉相关解调算法。8.应用权利要求1-7中任一项所述的一种基于法布里珀罗的光纤传感器的频分复用系统，其特征在于，包括基于法布里珀罗的光纤传感器(11)、耦合器(12)、光电转换器(13)以及相位解调器(14)，基于法布里珀罗的光纤传感器(11)通过耦合器(12)与光电转换器(13)连接，光电转换器(13)与相位解调器(14)连接。9.根据权利要求8中叙述的频分复用系统，其特征在于，所述相位解调器(14)上设有报警装置。10.权利要求8或9中叙述的频分复用系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、选用多个基于法布里珀罗的光纤传感器(11)，并将所选用的基于法布里珀罗的光纤传感器(11)上设有第二单模光纤(5)的一侧安装贴合于监测对象上；步骤2、调试确认，将安装好的基于法布里珀罗的光纤传感器(11)与光源和光谱仪进行线路连接，进行设备调试确保基于法布里珀罗的光纤传感器(11)成功安装至建筑物上；步骤3、构建频分复用系统，将安装成功的基于法布里珀罗的光纤传感器(11)通过耦合器(12)和光电转换器(13)与相位解调器(14)连接；步骤4、生成光信号，光信号由第一单模光纤(1)通过，经过真空谐振腔(3)，进入第二单模光纤(5)中，在遇到高反射面后反射回去，当受到外界干扰信号时，第二高反射面(7)随之发生变形，反射回去的光信号也随之携带变形信号；步骤5、计算外界干扰信号的强度，携带变形信号的光信号经过耦合器和光电转换为相应的电信号后，进入相位解调器(14)；采取相位解调中交叉相关解调算法得到输出光强，将检测基于法布里珀罗的光纤传感器(11)干涉相位的变化来实现对被测信号的解调，进而能2CN111664880A权利要求书2/2页计算出基于法布里珀罗的光纤传感器(11)所受的应力，应力超过阈值时，则发出报警信号，