CN103162866A - 一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 - Google Patents
一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103162866A CN103162866A CN201110432690.4A CN201110432690A CN103162866A CN 103162866 A CN103162866 A CN 103162866A CN 201110432690 A CN201110432690 A CN 201110432690A CN 103162866 A CN103162866 A CN 103162866A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- photo
- double
- fibre
- covering
- 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
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，包括控制模块、光源模块、光探测器模块一和光探测器模块二，控制模块分别与光源模块、光探测器模块一和光探测器模块二连接；1×2光耦合器二的1口端和1×2光耦合器三的1口端分别与光耦合器内部设置的两个互不干扰的通道一和通道二连接；还包括传感光纤，所述的传感光纤包括包层一和位于包层一外侧的包层二，在包层一内并排安置有纤芯一和纤芯二，在包层二外侧是保护层；所述的通道一和通道二连接分别与传感光纤的纤芯一和纤芯二连接。该基于双芯双包层光纤的分布式传感装置使用方便、成本低，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感装置，特别是涉及一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置。
背景技术
长距离的输油、输水或输气管线由于工作效率高、安全、低成本的优点而被广泛使用，但对于长距离管线的监测目前没有合适的手段，基于普通光纤的布里渊散射传感装置具有分布式监测温度和应变的优点，但其高昂的成本限制了其推广使用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置。该传感装置的光纤具有双芯，从而构成两个光信号传输通道，通过检测两个光信号通道之间光信号的变化，可以达到分布式监测的目的。该光纤传感装置使用方便、成本低，具有较好的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：包括控制模块、光源模块、光探测器模块一和光探测器模块二，控制模块分别与光源模块、光探测器模块一和光探测器模块二连接；所述的光源模块与1×2光耦合器一的1口端连接，1×2光耦合器一的2口端分别与1×2光耦合器二的2口端的一端和1×2光耦合器三的2口端的一端连接，1×2光耦合器二的2口端的另一端和1×2光耦合器三的2口端的另一端分别与光探测器模块一和光探测器模块二连接，1×2光耦合器二的1口端和1×2光耦合器三的1口端分别与光耦合器内部设置的两个互不干扰的通道一和通道二连接；还包括传感光纤，所述的传感光纤包括包层一和位于包层一外侧的包层二，在包层一内并排安置有纤芯一和纤芯二，所述的纤芯一和纤芯二的折射率大于包层一的折射率，包层一的折射率大于包层二的折射率，在包层二外侧是保护层；所述的通道一和通道二连接分别与传感光纤的纤芯一和纤芯二连接。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的光探测器模块一和光探测器模块二与差分放大器连接，所述差分放大器与控制模块连接。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的光探测器模块一与1×2光耦合器二之间安置有光纤延迟线。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤的纤芯一和纤芯二以及包层一是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃，所述的包层三是高纯的石英玻璃。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤包层一是高纯的石英玻璃，所述的包层三是掺杂有氟元素的石英玻璃。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤纤芯一的外径大于纤芯二的外径。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤纤芯一和纤芯二以螺旋形式安置于包层一内。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤纤芯一位于传感光纤的中心轴上，所述的纤芯二与纤芯一平行。
上述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤纤芯一位于传感光纤光纤的中心轴上，所述的纤芯二围绕纤芯一螺旋安置。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、在本发明的基于双芯双包层光纤的传感装置中，主要利用了双芯双包层光纤的双通道传输光信号的特点，通过监测双芯双包层光纤的两个纤芯的每处光信号的变化，达到了分布式监测的目的，较目前市场上的布里渊散射监测装置具有成本低、监测距离长、精度高的特点，具有良好的市场前景。
2、由于双芯双包层光纤的的内包层具有良好的光信号束缚性，使在传感光纤出现变化时，如微弯、弯曲、变形等情况时。在传感光纤内产生的光信号不会溢出至传感光纤外而损耗，而只是在两个纤芯内进行光信号的再分配，从而保证了光信号的长距离传输，达到长距离监测的目的。
综上所述，本发明的基于双芯双包层光纤的低成本分布式传感装置具有结构简单、成本低、监测距离长，可实现分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明中双芯双包层光纤的横截面的结构示意图。
图3为本发明双芯双包层光纤径向的折射率分布的结构示意图。
图4为本发明实施例2的结构示意图。
图5为本发明实施例3的结构示意图。
附图标记说明：
1-纤芯一； 2-纤芯二； 3-内包层；
4-外包层； 5-保护层； 6-控制模块；
7-光探测器模块一； 8-光源模块； 9-光探测器模块二；
10-1×2光耦合器一；11-1×2光耦合器二； 12-1×2光耦合器三；
13-光耦合器； 14-传感光纤； 15-光纤延迟线；
16-差分放大器。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3所示的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，包括控制模块6、光源模块8、光探测器模块一7和光探测器模块二9，控制模块6分别与光源模块8、光探测器模块一7和光探测器模块二9连接；所述的光源模块8与1×2光耦合器一10的1口端连接，1×2光耦合器一10的2口端分别与1×2光耦合器二11的2口端的一端和1×2光耦合器三12的2口端的一端连接，1×2光耦合器二11的2口端的另一端和1×2光耦合器三12的2口端的另一端分别与光探测器模块一7和光探测器模块二9连接，1×2光耦合器二11的1口端和1×2光耦合器三12的1口端分别与光耦合器13内部设置的两个互不干扰的通道一和通道二连接；还包括传感光纤14，所述的传感光纤14包括包层一3和位于包层一3外侧的包层二4，在包层一3内并排安置有纤芯一1和纤芯二2，所述的纤芯一1和纤芯二2的折射率大于包层一3的折射率，包层一3的折射率大于包层二4的折射率，在包层二4外侧是保护层5；所述的通道一和通道二连接分别与传感光纤13的纤芯一1和纤芯二2连接。
其工作过程是：控制模块6控制光源模块8发出光脉冲信号，该光脉冲信号经过1×2光耦合器一10分成两路，这两路分别通过1×2光耦合器二11、光耦合器13内部的通道一和1×2光耦合器三12、光耦合器13内部的通道二进入传感光纤14内的纤芯一1和纤芯二2中传输，并分别产生相应的后向瑞利散射光信号，该两路后向瑞利散射光信号又分别通过光耦合器13内部的通道一、1×2光耦合器二11和光耦合器13内部的通道二、1×2光耦合器三12分别进入光探测器模块一7和光探测器模块二9内，光探测器模块一7和光探测器模块二9将所获得的光信号转化为电信号分别传递给控制模块6，控制模块6根据获得的电信号计算出传感光纤的状态；当传感光纤14上的某处发生变化，如出现弯曲、微弯或变形等情况时，纤芯一1和纤芯二2内传输的光信号耦合进包层一3内，由于包层一3的折射率大于包层二4的折射率，则在包层一3内的光信号绝大部分不能耦合进入包层三4内，在包层一3内传输的光信号又耦合进纤芯一1和纤芯二2内，从而使芯一1和纤芯二2内传输的光信号重新分配，其产生的后向瑞利散射光信号也不同，光探测器模块一7和光探测器模块二9产生的电信号也不同，控制模块6根据两个电信号的大小差异计算出传感光纤14变化的大小，有根据电信号与光源模块8发出光脉冲的时间间隔计算出传感光纤14变化的位置，从而完成分布式监测的目的。
优选的，所述的传感光纤14的纤芯一1和纤芯二2以及包层一3是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃，所述的包层三4是高纯的石英玻璃。
优选的，所述的传感光纤14包层一3是高纯的石英玻璃，所述的包层三4是掺杂有氟元素的石英玻璃。
优选的，所述的传感光纤14纤芯一1的折射率高于纤芯二2的折射率。
优选的，所述的传感光纤14纤芯一1的外径大于纤芯二2的外径。
优选的，所述的传感光纤14纤芯一1和纤芯二2以螺旋形式安置于包层一3内。
优选的，所述的传感光纤14纤芯一1位于传感光纤14的中心轴上，所述的纤芯二2与纤芯一1平行。
优选的，所述的传感光纤14纤芯一位于传感光纤14光纤的中心轴上，所述的纤芯二2围绕纤芯一1螺旋安置。
实施例2
如图4所示，本实施例与实施例1不同的是：所述的光探测器模块一7和光探测器模块二9与差分放大器16连接，差分放大器16与控制模块6连接。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。
实施例3
如图5所示，本实施例与实施例1不同的是：所述的光探测器模块一7与1×2光耦合器二11之间安置有光纤延迟线15。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：包括控制模块(6)、光源模块(8)、光探测器模块一(7)和光探测器模块二(9)，控制模块(6)分别与光源模块(8)、光探测器模块一(7)和光探测器模块二(9)连接；所述的光源模块(8)与1×2光耦合器一(10)的1口端连接，1×2光耦合器一(10)的2口端分别与1×2光耦合器二(11)的2口端的一端和1×2光耦合器三(12)的2口端的一端连接，1×2光耦合器二(11)的2口端的另一端和1×2光耦合器三(12)的2口端的另一端分别与光探测器模块一(7)和光探测器模块二(9)连接，1×2光耦合器二(11)的1口端和1×2光耦合器三(12)的1口端分别与光耦合器(13)内部设置的两个互不干扰的通道一和通道二连接；还包括传感光纤(14)，所述的传感光纤(14)包括包层一(3)和位于包层一(3)外侧的包层二(4)，在包层一(3)内并排安置有纤芯一(1)和纤芯二(2)，所述的纤芯一(1)和纤芯二(2)的折射率大于包层一(3)的折射率，包层一(3)的折射率大于包层二(4)的折射率，在包层二(4)外侧是保护层(5)；所述的通道一和通道二连接分别与传感光纤(13)的纤芯一(1)和纤芯二(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的光探测器模块一(7)和光探测器模块二(9)与差分放大器(16)连接，所述差分放大器(16)与控制模块(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的光探测器模块一(7)与1×2光耦合器二(11)之间安置有光纤延迟线(15)。
4.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)的纤芯一(1)和纤芯二(2)以及包层一(3)是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃，所述的包层三(4)是高纯的石英玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)包层一(3)是高纯的石英玻璃，所述的包层三(4)是掺杂有氟元素的石英玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)纤芯一(1)的外径大于纤芯二(2)的外径。
7.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)纤芯一(1)和纤芯二(2)以螺旋形式安置于包层一(3)内。
8.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)纤芯一(1)位于传感光纤(14)的中心轴上，所述的纤芯二(2)与纤芯一(1)平行。
9.根据权利要求1所述的一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置，其特征在于：所述的传感光纤(14)纤芯一位于传感光纤(14)光纤的中心轴上，所述的纤芯二(2)围绕纤芯一(1)螺旋安置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110432690.4A CN103162866A (zh) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110432690.4A CN103162866A (zh) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103162866A true CN103162866A (zh) | 2013-06-19 |
Family
ID=48586140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110432690.4A Pending CN103162866A (zh) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | 一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103162866A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103453844A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-18 | 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 | 一种基于光纤光栅的柔性管道变形在线监测方法 |
| CN109000157A (zh) * | 2018-10-01 | 2018-12-14 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | 一种管道在线监测装置和监测方法 |
| CN110243301A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 桂林电子科技大学 | 一种基于动态botda的逐芯扫描式多芯光纤形状传感器 |
-
2011
- 2011-12-15 CN CN201110432690.4A patent/CN103162866A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103453844A (zh) * | 2013-09-25 | 2013-12-18 | 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 | 一种基于光纤光栅的柔性管道变形在线监测方法 |
| CN110243301A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 桂林电子科技大学 | 一种基于动态botda的逐芯扫描式多芯光纤形状传感器 |
| CN109000157A (zh) * | 2018-10-01 | 2018-12-14 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | 一种管道在线监测装置和监测方法 |
| CN109000157B (zh) * | 2018-10-01 | 2024-03-29 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | 一种管道在线监测装置和监测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2345913B1 (en) | Method of manufacturing multi-core optical fiber with repeated tapered portions | |
| CN101604048B (zh) | 一种基于细芯光纤的全光纤滤波器 | |
| CN102904641B (zh) | 一种基于少模光纤的通信系统 | |
| US10302463B2 (en) | Distributed fiber sensors and systems employing multicore optical fibers | |
| CN101464539B (zh) | 基于同轴光纤的马赫曾德干涉仪 | |
| CN101622561A (zh) | 抗弯曲多模光纤 | |
| KR20130084304A (ko) | 일종의 휨저항성 대구경 고개구수를 갖는 다중모드 광섬유 | |
| WO2017217539A1 (ja) | 結合型マルチコア光ファイバの軸合わせ方法 | |
| CN104685394A (zh) | 多模光纤和包含该光纤的系统 | |
| CN102955197A (zh) | 光纤 | |
| CN107257933A (zh) | 具有大有效面积的准单模光纤 | |
| CN104216045A (zh) | 一种光纤及其制作方法 | |
| CN103869410A (zh) | 一种具有兼容性的小弯曲半径单模光纤 | |
| CN103162866A (zh) | 一种基于双芯双包层光纤的分布式传感装置 | |
| CN103163590A (zh) | 一种双芯光分路器 | |
| CN202837591U (zh) | 一种膜片式光纤激光耦合器 | |
| CN104261670A (zh) | 一种光纤的制造方法 | |
| CN103134533A (zh) | 基于双通道的分布式光纤传感装置及其运行方法 | |
| 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 | |
| CN201464669U (zh) | 干涉型细芯光纤滤波器 | |
| CN103162863A (zh) | 一种基于w型光纤的低成本分布式传感装置的工作方法 | |
| CN103123406A (zh) | 一种光纤 | |
| CN103135168A (zh) | 一种双纤芯传感用光纤 | |
| CN103134613A (zh) | 一种基于荧光光纤的传感装置 | |
| CN202710786U (zh) | 一种介质膜集成保偏耦合器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130619 |