CN101285698B - 光纤萨格纳克环动态称重传感器 - Google Patents

Abstract

一种光纤萨格纳克环动态称重传感器，其构成是：光源模块的尾纤和光纤环行器的第一端口相连，该光纤环行器的第二端口和光纤耦合器的第一端口相连，该光纤耦合器的第三端口和第四端口通过光纤连接成一个环路，并在该环路中串接光纤偏振控制器、光纤保护增强传感头和压电陶瓷促动器，光纤环行器的第三端口与第一光电探测单元的输入端相连，光纤耦合器的第二端口与第二光电探测单元的输入端相连，第一光电探测单元的输出端接数据采集卡，第二光电探测单元的输出端接数据采集卡，该数据采集卡接所述的压电陶瓷促动器输入端形成反馈回路，该数据采集卡与信号处理及显示系统相连。本发明具有抗环境干扰能力强、测量精度和准确度高、测量范围宽的特点。

Description

光纤萨格纳克环动态称重传感器

技术领域

本发明涉及光纤动态称重传感器，特别是一种光纤萨格纳克环(以下简称为Sagnac环)动态称重传感器。

背景技术

近年来，我国道路运输车辆超限超载现象极为普遍，在严重的地区，几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超限超载行为。车辆超限超载运输对交通安全、运输市场、车辆生产秩序及路桥基础设施造成了极大危害。

目前公路车辆称重主要有两种：静态称重和动态称重。静态称重即路政管理人员让疑似超重车辆进入固定的称重站进行称重，这是整车称重最为精确的方法，但是这种方法测试效率低，易造成交通堵塞，而且由于静态称重机构庞大、引人注意，超载车辆经常采取绕道或提前卸货等方式躲避检查；动态称重即车辆在正常行驶的过程中被安装在路面上的传感机构测定车胎对路面的压力并计算相应的静态重量，这种方法的测试精度虽然没有完全达到静态称重的精度，但是由于较高的测试效率和隐蔽性，越来越受到公路交通管理部门的重视。有关实测结果也证实了动态称重的优越性，在同一条道路上，固定称重站测出的超载车辆仅为0.5％，而采用动态称重测出的超载车辆为30％。

由于动态称重具有优异性能和广阔的市场前景，美国早在50年代就开始了相关的研究，其后法国、德国、英国等发达国家也投入了大量的人力、财力进行研究开发。我国对车辆的动态称重起步较晚，始于80年代初期，研究较早的为重庆公路研究所，目前国内约有二十多家相关单位从事这方面的研究，由于国内所研制的系统都采用传统动态称重技术，所以都存在固有的缺陷：测试响应慢、测试精度低及传感机构庞大等。现有的商业化传感器主要包括：电容式、弯板式、压电式等传感器，其中压电式传感器的技术相对较好，国内市场也有相应的系列产品。由于压电传感器对电磁干扰比较敏感，故在恶劣的路况下，可靠性大为降低。

光纤称重传感器以体积小、适合埋入式结构、安装方便、检测灵敏度高、寿命长、不易受外界干扰、耐高低温、耐腐蚀等诸多优点成为最适合公路称重的技术手段之一。

为了进行公路车辆动态称重，人们已经提出了若干技术方案。在先相关光纤动态称重技术有【参见Shenfang Yuan，Fahard Ansari，Xiaohui Liu，Yang Zhao，Opticfiber-based dynamic pressure sensor for WIM system，Sensors and Actuators A 120(2005)53-58】利用单模光纤的弹光效应，运用迈克尔逊干涉仪解调动态压力引起的双臂位相差，通过对干涉条纹数目和干涉条纹宽度信息的分析获得动态压力信号。这种技术的系统稳定性比较差，主要是迈克尔逊干涉仪受环境的扰动很大，不适合动态车辆称重的恶劣环境。

在先相关光纤动态称重技术还有【Ke Wang，Zhanxiong Wei，Hongtao Zhang，Fiber-Bragg-grating-based weigh-in-motion system using fiber-reinforced composites asthe load-supporting material，Optical Engineering 45(6)，064401(June 2006)】，这篇论文中利用当光纤光栅受压力时，布拉格光纤光栅反射中心波长发生漂移，漂移量与压力大小有关，此技术中使用光纤加强材料对传感头进行封装，使得传感头可以承受很大的动态压力，扩大了测量范围。这种技术的缺点是需要很好的波长解调技术，系统成本较高，还需要尽可能减小布拉格光纤光栅温度灵敏特性对动态压力测量的影响。

发明内容

为了克服上述在先技术的缺点，更好的满足动态称重传感器的实际监测需求，本发明提出一种光纤萨格纳克环动态称重传感器，该称重传感器应具有抗环境干扰的能力强、测量精度和准确度高、测量范围宽、成本低的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种光纤萨格纳克环动态称重传感器，特点在于其构成是：光源模块的尾纤和光纤环行器的第一端口相连，该光纤环行器的第二端口通过光纤和光纤耦合器的第一端口相连，该光纤耦合器的第三端口和第四端口通过光纤连接成一个环路，并在该环路中串接光纤偏振控制器、光纤保护增强传感头和压电陶瓷促动器，所述的光纤环行器的第三端口与第一光电探测单元的输入端相连，所述的光纤耦合器的第二端口与第二光电探测单元的输入端相连，所述的第一光电探测单元的输出端接数据采集卡的第一端口，第二光电探测单元的输出端接数据采集卡的第二端口，该数据采集卡的第三端口接所述的压电陶瓷促动器输入端形成反馈回路，该数据采集卡的第四端口与信号处理及显示系统相连。

所述的光源模块为分布反馈式半导体激光器或F-P腔半导体激光器。

所述的光纤环行器是一个三端口光纤环行器。

所述的光纤耦合器为3dB耦合器，中心波长为1550nm，分束比为1∶1。

所述的光纤偏振控制器为一偏振调整器件，采用电磁光纤挤压器、或可旋转光纤线圈、或线性双折射光纤偏振控制器。

所述的光纤保护增强传感头是采用3K碳丝碳纤维预浸布对单模光纤进行保护增强封装光纤传感头。

所述的光纤保护增强传感头的处理工艺是：采用的3K碳丝碳纤维预浸布厚度为0.28mm，环氧树脂的含量为40％，裁剪出需要的尺寸，上下各五层将单模光纤包裹在其中，置于加温炉中于130℃恒温一小时，使得预浸布中的环氧树脂中温固化。

所述的第一光电探测单元和第二光电探测单元各包括一个光电探测器和前置放大器，光电探测器是光电二极管，或是光电池，其响应波长在光源模块发射的光信号的波段。

本发明的特点和优点是：

(1)与传统的压电式动态称重传感器以及同类技术的光纤光栅动态称重传感器相比，本发明光纤Sagnac环动态称重传感器结构简单，系统结构搭建容易，所用器件成本都很低廉，且Sagnac环干涉仪抗环境干扰能力强于其他技术方案。

(2)本发明利用光纤偏振控制器和压电陶瓷促动器进行最佳工作点的设置，使得系统的灵敏度和精确度都得到很大提高。

(3)本发明采用了碳纤维预浸布复合材料对光纤进行保护增强封装，将复合材料与光纤传感的应用结合起来，极大地提高了光纤动态传感器的测量范围，扩展了光纤传感器的测量领域。

总之，本发明具有抗环境干扰的能力强、测量精度和准确度高、测量范围宽、成本低的特点。

附图说明

图1是本发明光纤Sagnac环动态称重传感器的结构示意图

图2是本发明中光纤Sagnac环的结构示意图

图3是本发明中光纤Sagnac环里的双折射坐标系图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

先请参阅图1，图1是本发明光纤Sagnac环动态称重传感器的结构示意图，本发明光纤Sagnac环电路动态称重传感器，包括带尾纤输出的光源模块1、光纤环行器2、光纤耦合器3、光纤偏振控制器4、光纤保护增强传感头5、第一光电探测单元6、第二光电探测单元7、数据采集卡8、压电陶瓷促动器9、信号处理及显示系统10。光源模块1和光纤环行器2的端口201相连。光纤环行器2的第二端口202通过光纤和光纤耦合器3的第一端口301相连。光纤耦合器3的第三端口303与第四端口304利用光纤连接成一个环路，也即形成一个Sagnac环，并在Sagnac环路中接入光纤偏振控制器4、光纤保护增强传感头5和压电陶瓷促动器9。光纤环行器2的第三端口203与第一光电探测单元6相连，光纤耦合器3的第二端口302与第二光电探测单元7相连。第一光电探测单元6输出端接到数据采集卡8的第一端口801，第二光电探测单元7的输出端接到数据采集卡8的第二端口802，数据采集卡8的第三端口803接入压电陶瓷促动器9输入端形成一反馈回路，数据采集卡8的第四端口804与信号处理及显示系统10相连。

各器件模块的说明如下：

光源模块1，是光纤动态称重传感器系统光信号的发射源，可以采用半导体激光光源，如分布反馈式半导体激光器(DFB)或F-P腔半导体激光器。光纤环行器2是一个三端口光纤环行器，也可采用接入光纤耦合器和隔离器的办法，起到光纤环行器的作用。光纤耦合器3的分束比为1∶1。所述的光纤偏振控制器4为一偏振调整器件，起到调整光线的偏振方向的作用，可以采用电磁光纤挤压器或可旋转光纤线圈或线性双折射光纤偏振控制器等。

所述的光纤保护增强传感头5是车辆重量信息施加和传感的部分，由于车辆重量很大，所以需要对其进行保护封装，封装的方式有很多，如机械分压式(让重量的很小比例部分施加在传感头上)、增强保护式(涂覆上一定厚度的性能稳定的环氧树脂或其他复合材料)等等。

所述的第一光电探测单元6和第二光电探测单元7的功能是将光信号转换为电信号并进行放大，因此，各包括一个光电探测器和前置放大器等。光电探测器的响应波长应在光源模块1发射的光信号的波段，光电探测器可以是光电二极管，或是光电池等。

所述的数据采集卡8主要是进行数据采集和反馈控制，并输出携带车辆重量信息的信号进入处理系统。压电陶瓷促动器9为一压电陶瓷控制器。信号处理及显示系统10主要是对数据采集卡8采集到的数据进行处理、实时显示车辆是否超重等等。

本发明的原理：

本发明的光纤动态称重传感器的原理主要是利用光纤受径向压力时产生与压力成正比的双折射——弹光效应。在光纤中，光沿着光纤轴向传输，压力施加在一段单模光纤的径向上，由弹光效应引起的双折射归一化系数为：

B＝2n²(p₁₂-p₁₁)(1+ν)F/πRE                                       (1)

式中：n为光纤的有效折射率，p₁₁、p₁₂为光弹系数，ν为泊松比、E为杨氏模量，F为施加在光纤上的径向压力，R为光纤的半径。

单模光纤的相关材料系数如下：E＝6.5N/m²×10¹⁰，ν＝0.17，p₁₁＝0.121，p₁₂＝0.270，n＝1.4，R＝1.25×10^-4m，于是光纤的归一化双折射系数为：

B＝-4.51*10^-8F(N/m)                                              (2)

对光纤采取复合材料进行保护增强封装后，归一化双折射系数与压力大小的线性比例系数会变，此值可以通过力学实验测试得出，设为k，则：

B＝k*F(N/m)                                                      (3)

由此双折射引入的位相差δ：

δ＝2πBn_effL/λ                                                 (4)

式中：B为归一化双折射系数，n_eff为光纤有效折射率，L为受压的光纤长度，λ为光纤中传输光的波长。

Sagnac环如图2所示，由一个3dB的光纤耦合器和一段单模光纤熔接而成的环，光源从第一端口301输入，经过光纤耦合器的分光作用通过第三端口303和第四端口304进入环内相对传输，传输回光纤耦合器后并经第一端口301和第二端口302输出。由图2可知，光纤在环中沿光纤轴向传输，从第三端口303和第四端口304输入环中的光采用相同的运动坐标系，3x-3y坐标系为第三端口303输入光的坐标系，光纤沿着环路传输，从第四端口4输出时为3x′-3y′坐标系，同理，4x-4y坐标系为第四端口4输入环中的光的坐标系，光纤沿着环路传输，从第三端口303输出时为4x′-4y′坐标系。

如图3所示，设施加压力的方向与第三端口303至第四端口304传输光的运动坐标系的Y_3-4轴成θ角，据上面的分析，由于弹光效应，此压力引入双折射，所以此θ角也即双折射快轴与运动坐标系Y_3-4轴的夹角。由于第三端口303和第四端口304的输入光在环内是相对传输的，所以在环内光纤受压力的部位，双折射快轴与第四端口304至第三端口303传输光运动坐标系的Y_4-3轴夹角为-θ或π-θ。根据Sagnac环的特性，压力引起双折射的部分就相当于一个偏振器件，运用偏振光学知识，经过传输矩阵的运算(忽略环行器和耦合器的功率损耗)，可以得到第三端口303到第四端口304的双折射传输矩阵：

$M\left(\mathrm{\θ}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \frac{\mathrm{\δ}}{2}+i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\cos 2\mathrm{\θ}& -i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\sin 2\mathrm{\θ}\\ -i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\sin 2\mathrm{\θ}& \cos \frac{\mathrm{\δ}}{2}-i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\cos 2\mathrm{\θ}\end{array}\right)---\left(5\right)$

同理得到第四端口304到第三端口303的双折射传输矩阵：

$M(-\mathrm{\θ})=\left(\begin{array}{cc}\cos \frac{\mathrm{\δ}}{2}+i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\cos 2\mathrm{\θ}& i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\sin 2\mathrm{\θ}\\ i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\sin 2\mathrm{\θ}& \cos \frac{\mathrm{\δ}}{2}-i\sin \frac{\mathrm{\δ}}{2}\cos 2\mathrm{\θ}\end{array}\right)---\left(6\right)$

式中：θ角定义同上，如图3所示，θ角为双折射快轴与运动坐标系Y_3-4轴的夹角，δ为压力双折射效应引起的快慢轴相位差。

设光源射入Sagnac环的光功率为I₀，利用上面得到的双折射传输矩阵进行电磁波传输计算，即可得到图1中光纤耦合器3的第二端口302的输出光强，此光强经第二光电探测单元7探测，应为：

$I_1=I_0{\sin }^2\frac{\mathrm{\δ}}{2}{\sin }^{2}2\mathrm{\θ}---\left(7\right)$

光纤环行器2的第三端口203的输出光强，经第一光电探测单元6探测，应为：

$I_2=I_0(1-{\sin }^2\frac{\mathrm{\δ}}{2}{\sin }^{2}2\mathrm{\θ})---\left(8\right)$

而已知对光纤传感头而言，δ＝2πBn_effL/λ和B＝k*F(N/m)，所以光纤环行器2的第三端口203和光纤耦合器3的第二端口302的输出光强均为压力的余弦函数。

信号处理及显示系统10对系统采集到的光强信号I₁和I₂进行如下方式的信号处理。定义传感量S如下：

$S=\frac{I_1-I_2}{I_1+I_2}=2{\sin }^2\frac{\mathrm{\δ}}{2}{\sin }^{2}2\mathrm{\θ}-1---\left(9\right)$

由(9)式可以看出，此信号处理方法消除了因光源光功率的波动而造成的误差。

得到测量的压力F为：

$F=\frac{\mathrm{\λ}\arcsin \left(\frac{\sqrt{2(S+1)}}{2\sin 2\mathrm{\θ}}\right)}{\mathrm{\π}{\mathrm{kn}}_{\mathrm{eff}}L}---\left(10\right)$

式中各参数的定义同上，所以根据传感量S的变化即可得知施加的压力，从而可以进行车辆的重量传感。

本发明解决的技术要点包括：

1、为了使得传感器的灵敏度最高和工作状态稳定，本发明设置了系统的最佳工作点。

由公式(6)和公式(7)可以看出，当压力施加方向一定时，即双折射快轴取向θ为一定值，I₁和I₂均为位相差δ的余弦函数。而当双折射快轴取向 $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\π}}{4}$ 和预置位相差 ${\mathrm{\δ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 时，余弦函数的幅度波动范围最大，此时系统灵敏度也最高：

$I_1=\frac{1}{2}{I}_0[1-\cos (\frac{\mathrm{\π}}{2}+\mathrm{\δ})]---\left(11\right)$

$I_2=\frac{1}{2}{I}_0[1+\cos (\frac{\mathrm{\π}}{2}+\mathrm{\δ})]---\left(12\right)$

S＝-cosδ                                                        (13)

其中δ为所要进行测量的压力引起的位相差。

由于系统搭建好时，双折射快轴取向θ和预置位相差δ₀并不处在最佳位置，而且易受环境的干扰而变动，因此需要设置反馈装置对系统进行控制，本发明中最佳工作点的设置技术方案如下：

关于双折射快轴取向 $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\π}}{4}$ 的设置：

双折射快轴取向对传感器的灵敏度影响很大，在本系统中如结构图1所示，利用光纤偏振控制器4进行此最佳角度的设置，利用光纤型偏振控制器4可以改变双折射效应的快轴取向和双折射的大小，普通光纤型偏振控制器结构包含三个刚性圆盘，单模光纤缠绕于这三个圆盘之上，通过将圆盘绕轴旋转，使缠绕在圆盘上的光纤产生因扭曲引入的应力双折射，从而起到控制偏振态的作用。在本系统中，双折射快轴取向可以通过调节偏振控制器4进行调整，微调好后，便将光纤偏振控制器4固定，这样即可实现此结构传感系统的压力快轴取向 $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\π}}{4}$ 的设置。

关于预置位相差 ${\mathrm{\δ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 的设置：

如原理部分所介绍，由于弹光效应，光纤受径向压力会产生双折射，所以我们可以通过一个自动反馈装置给光纤施加压力，使得这种方式产生的双折射位相差与系统的位相差之和为

或其整数倍。如图1所示，系统启动时，数据采集卡8也启动，对第一光电探测单元6和第二光电探测单元7的输出光强进行数据采集，根据公式(6)和(7)可知，只有当系统处在预置位相差 ${\mathrm{\δ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 或

的整数倍时，第一光电探测单元6的输出光强I₁和第二光电探测单元7的输出光强I₂才是相等的。利用数据采集卡8的第三端口803给压电陶瓷促动器9一个反馈电压信号V′＝mΔI＝m(I₂-I₁)，m为一电压控制比例系数。V′为在原有压电陶瓷促动器9电压V上叠加上的反馈电压，ΔI＝I₂-I₁，直至反馈到ΔI＝0，也即最佳工作点处。这样就可实现预置位相差 ${\mathrm{\δ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 的自动捕捉与设置。

2、关于动态车辆重量信息的获取与处理：本发明主要是针对行驶中的车辆无减速测重，旨在提高测重效率和减缓交通堵塞，当车速很快时，为了能即时捕捉到车辆轮胎碾轧过光纤保护增强传感头5的信号，系统中采用了一款高速数据采集卡8和两个响应速度非常快的第一光电探测单元6和第二光电探测单元7。

图1也是本发明实施例的结构示意图，实施例中各器件说明如下：光源模块1采用中心波长为1550nm的分布反馈式(DFB)半导体激光器，设计有功率控制电路，使得光源的输出功率稳定。光纤环行器2是使用一个三端口光纤环行器，光路传输的规律是，经第一端口201输入的光经第二端口202输出，经第二端口202输入的光经第三端口203输出。光纤耦合器3，中心波长为1550nm，分束比为1∶1。光纤偏振控制器4使用一台机械光纤打圈旋转偏振控制器，通过转动光纤圈平面扭曲光纤环引入适当的光纤应力双折射。

光纤保护增强传感头5是车辆重量信息施加和传感的部分，其具体结构如图1所示，图1中501是3K碳丝碳纤维预浸布，厚度约为0.28mm，环氧树脂的含量为40％；502是单模光纤，将单模光纤502固定在10层碳纤维预浸布501叠放堆的中间，置于加温炉中于130℃恒温一个小时，使预浸布中的环氧树脂中温固化，形成一个整体，使得光纤保护增强传感头5在大重量车辆的碾轧下不会物理性损伤。

在本实施例中，第一光电探测单元6和第二光电探测单元7使用的是砷化镓光电池，将光能转化为电能，电信号由数据采集卡8进行采集。数据采集卡8使用的是一款USB接口16位1.25MS/s高速数据采集卡。压电陶瓷促动器9使用的是一款最大行程45μm最大推力1000N的促动器，对光纤进行径向施压调节最佳工作点。

系统运行过程为：从光源模块1发出的光信号通过光纤环行器2的第一端口201进入光纤环行器2，光纤环行器2的第二端口202将光传输至光纤耦合器3，光纤耦合器3的第三端口303和第四端口304的输出光在环路中相对传输，两路光均经过光纤保护增强传感头5，两路光回到输入端后发生干涉，经光纤耦合器3的第一端口301和第二端口302输出。光纤耦合器3的第一端口301的光通过光纤环行器2的第二端口202进入光纤环行器2，经光纤环行器2的第三端口203传输到第一光电探测单元6上；光纤耦合器3第二端口302的光进入第二光电探测单元7。第一光电探测单元6和第二光电探测单元7将光信号转换为电信号分别传输至数据采集卡8的第一端口801和第二端口802，数据采集卡8根据采集第一端口801和第二端口802的数据进行相关处理运算后，按照上述技术方案中预置位相差 ${\mathrm{\δ}}_0=\frac{\mathrm{\π}}{2}$ 的设置方法，经第三端口803对压电陶瓷促动器9进行反馈控制，压力快轴取向 $\mathrm{\θ}=\frac{\mathrm{\π}}{4}$ 的设置则是实现用手动调节光纤偏振控制器4后固定状态的方式进行。数据采集卡8的第四端口804将信号传输给信号处理及显示系统10，当系统工作在最佳工作点时，信号处理及显示系统10信对系统采集到的光强信号I₁和I₂进行如下方式的信号处理，定义传感量S如下：

$S=\frac{I_1-I_2}{I_1+I_2}=2{\sin }^2\frac{\mathrm{\δ}}{2}{\sin }^{2}2\mathrm{\θ}-1$ 得到测量的压力F为：

$F=\frac{\mathrm{\λ}\arcsin \left(\frac{\sqrt{2(S+1)}}{2\sin 2\mathrm{\θ}}\right)}{{\mathrm{\πkn}}_{\mathrm{eff}}L}$

显示出当前经过车辆的重量，并对车辆的超重与否情况进行判断。

Claims (8)

1.一种光纤萨格纳克环动态称重传感器，特征在于其构成是：光源模块(1)的尾纤和光纤环行器(2)的第一端口(201)相连，该光纤环行器(2)的第二端口(202)通过光纤和光纤耦合器(3)的第一端口(301)相连，该光纤耦合器(3)的第三端口(303)和第四端口(304)通过光纤连接成一个环路，并在该环路中串接光纤偏振控制器(4)、光纤保护增强传感头(5)和压电陶瓷促动器(9)，所述的光纤环行器(2)的第三端口(203)与第一光电探测单元(6)的输入端相连，所述的光纤耦合器(3)的第二端口(302)与第二光电探测单元(7)的输入端相连，所述的第一光电探测单元(6)的输出端接数据采集卡(8)的第一端口(801)，第二光电探测单元(7)的输出端接数据采集卡(8)的第二端口(802)，该数据采集卡(8)的第三端口(803)接所述的压电陶瓷促动器(9)输入端形成反馈回路，该数据采集卡(8)的第四端口(804)与信号处理及显示系统(10)相连。 

2.根据权利要求1所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光源模块(1)为分布反馈式半导体激光器或F-P腔半导体激光器。 

3.根据权利要求1所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光纤环行器(2)是一个三端口光纤环行器。 

4.根据权利要求1所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光纤耦合器(3)为3dB耦合器，中心波长为1550nm，分束比为1∶1。 

5.根据权利要求1所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光纤偏振控制器(4)为一偏振调整器件，采用电磁光纤挤压器、或可旋转光纤线圈、或线性双折射光纤偏振控制器。 

6.根据权利要求1所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光纤保护增强传感头(5)是采用3K碳丝碳纤维预浸布对单模光纤进行保护增强封装光纤传感头。 

7.根据权利要求6所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的光纤保护增强传感头(5)的处理工艺是：采用的3K碳丝碳纤维预浸布厚度为0.28mm，环氧树脂的含量为40％，裁剪出需要的尺寸，上下各五层将单模光纤包裹在其中，置于加温炉中于130℃恒温一小时，使得预浸布中的环氧树脂中温固化。 

8.根据权利要求1至7任一项所述的光纤萨格纳克环动态称重传感器，其特征在于所述的第一光电探测单元(6)和第二光电探测单元(7)各包括一个光电探测器和前置放大器，所述的光电探测器的响应波长在光源模块(1)发射的光信号的波段，所述的光电探测器是光电二极管，或是光电池。 

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