CN108809411A - 一种光时域发射仪的双光源发射结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光时域发射仪的双光源发射结构，包括壳体，所述壳体内左侧设置有隔板，所述隔板左侧壳体内腔中固定设置有主电路板和电源，所述壳体右侧中部设置有固定套筒，固定套筒上侧和下侧分别设置有固定架，本发明提供一种光时域发射仪的双光源发射结构，结构布置合理，本发明巧妙上下布置两种光源，并利用发射镜将两种光源发出的光线反射进入输出光缆上，并在输出光缆前端配合设置有上镜面板和下镜面板，便于将两种光源发出的光线以一定入射角导入输出光缆的上，实现光线在输出光缆上的全反射，进而实现光线传输，另外本发明巧妙设置减振支撑机构，有效消除壳体外振动的影响，保证双光源发射稳定。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感技术领域，具体为一种光时域发射仪的双光源发射结构。
背景技术
传感技术是现代信息技术的三大支柱之一，是国家重大科技专项之物联网技术的基础。光纤传感技术是以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测信号的新型传感技术，是目前发展最迅速的传感技术。光在光纤中传输时，由于光纤材料的密度、折射率等光学性质存在微观不均匀性，入射光会产生散射现象，主要有瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三种。其中瑞利散射属于弹性散射，中心频率与入射光一致，没有频移；而拉曼散射和布里渊散射属于非弹性散射，具有一定的频移。多功能光纤分布式在线监测设备采用布里渊散射和瑞利散射，实现长距离应变、温度、载流量和故障的在线监测。
布里渊散射是光波和声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程。布里渊光时域分析BOTDA基于受激布里渊散射效应，利用泵浦光pump、探测光probe和声波的相互作用，使得后向布里渊散射信号不断放大。对泵浦光pump和探测光probe的频率差进行连续扫描，可确定光纤不同位置的布里渊频移，从而获得整根光纤的温度、应变分布信息。
因此传感技术中需要用到光时域发射仪，然而目前光时域发射仪的光源发射结构呆板，通常采用两种内置热电制冷器（TEC）的DFB激光器分别进行单独发射，通常需要两根输出光缆输出，因此不能实现泵浦光pump和探测光probe同时发射和同时输出在同一输出光缆上，输出效果差，结构复杂且不方便使用，另外光时域发射仪容易受振动影响，虽然可以通过偏振控制电路根据电路偏振控制器（EPC）的特性，输出4路幅度相同，频率各异的正弦信号，用于驱动EPC，实现扰偏功能，降到系统偏振相关噪声，但是没有从源头物理上降低振动影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光时域发射仪的双光源发射结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光时域发射仪的双光源发射结构，包括壳体，所述壳体内左侧设置有隔板，所述隔板左侧壳体内腔中固定设置有主电路板和电源，所述壳体右侧中部设置有固定套筒，固定套筒上侧和下侧分别设置有固定架，固定套筒通过固定架支撑在壳体内中部，固定套筒左端固定设置有入光筒，所述固定套筒内套装有输出光缆，入光筒内上下对称设置有上镜面板和下镜面板，上镜面板和下镜面板左端向外倾斜设置，隔板右侧中部对应入光筒左端固定设置有反射镜，所述壳体内壁对应入光筒上侧和下侧分别设置有泵浦光源灯和探测光源灯，泵浦光源灯和探测光源灯分别安装在壳体内壁对应位置设置的灯座上，泵浦光源灯和探测光源灯分别通过导线与主电路板和电源连接。
进一步的，所述壳体内右端上下对称设置有电光调制器，电光调制器分别通过导线与主电路板和电源连接。
进一步的，所述壳体右侧对应输出光缆右端设置有输出接口。
进一步的，所述输出光缆包括高折射率玻璃芯，高折射率玻璃芯外侧设置有低折射率硅玻璃包层，上镜面板和下镜面板抵接输出光缆的高折射率玻璃芯端面。
进一步的，输出光缆的低折射率硅玻璃包层外侧设置有弹性保护层。
进一步的，所述反光镜外端连接有挡光罩，挡光罩右端固定在壳体内壁上。
进一步的，所述壳体底部设置有减振支撑机构，所述减振支撑机构包括固定板，所述壳体安装在固定板上，所述固定板下侧设置有底板，所述底板与固定板之间通过多个均匀设置的弹性伸缩套筒连接。
进一步的，所述弹性伸缩套筒包括竖向套筒，所述竖向套筒底端固定在底板上，竖向套筒顶端套装有伸缩杆，竖向套筒内底端设置有伸缩弹簧，伸缩杆底端套在在竖向套筒内并与伸缩弹簧顶端固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种光时域发射仪的双光源发射结构，结构设置巧妙且布置合理，本发明巧妙上下布置两种光源，并利用发射镜将两种光源发出的光线反射进入输出光缆上，并在输出光缆前端配合设置有上镜面板和下镜面板，便于将两种光源发出的光线以一定入射角导入输出光缆的上，实现光线在输出光缆上的全反射，进而实现光线传输；进而通过输出光缆外端输出接口输出，因此本发明实现泵浦光和探测光同时发射和同时输出在同一输出光缆上，结构简单且方便使用；另外本发明巧妙设置减振支撑机构，有效消除壳体外振动的影响，从源头物理上降低振动影响，保证双光源发射稳定。
附图说明
图1为光时域发射仪的双光源发射结构的结构示意图；
图2为光时域发射仪的双光源发射结构中弹性伸缩套筒结构示意图。
图3为光时域发射仪的双光源发射结构中固定套筒内输出光缆剖视图。
图中：1、底板；2、弹性伸缩套筒；3、固定板；4、主电路板和电源；5、反射镜；6、壳体；61、隔板；7、挡光罩；8、灯座；9、泵浦光源灯；91、探测光源灯；10、入光筒；11、固定套筒；12、电光调制器；13、输出接口；14、输出光缆；15、固定架；16、上镜面板；17、下镜面板；18、低折射率硅玻璃包层；19、高折射率玻璃芯；20、竖向套筒；21、伸缩杆；22、伸缩弹簧；23、树脂涂层；18、低折射率硅玻璃包层；19、高折射率玻璃芯；A、泵浦光源灯发出光线；B、探测光源灯发出的光线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：一种光时域发射仪的双光源发射结构，包括壳体6，所述壳体6内左侧设置有隔板61，所述隔板61左侧壳体6内腔中固定设置有主电路板和电源4，所述壳体6右侧中部设置有固定套筒11，固定套筒11上侧和下侧分别设置有固定架15，固定套筒11通过固定架15支撑在壳体6内中部，固定套筒15左端固定设置有入光筒10，所述固定套筒11内套装有输出光缆14，入光筒10内上下对称设置有上镜面板16和下镜面板17，上镜面板16和下镜面板17左端向外倾斜设置，隔板61右侧中部对应入光筒10左端固定设置有反射镜5，所述壳体6内壁对应入光筒10上侧和下侧分别设置有泵浦光源灯9和探测光源灯91，泵浦光源灯9和探测光源灯91分别安装在壳体6内壁对应位置设置的灯座8上，泵浦光源灯9和探测光源灯91分别通过导线与主电路板和电源4连接。
所述壳体6内右端上下对称设置有电光调制器12，电光调制器12分别通过导线与主电路板和电源4连接。
所述壳体6右侧对应输出光缆14右端设置有输出接口13。
所述输出光缆14包括高折射率玻璃芯19，高折射率玻璃芯19外侧设置有低折射率硅玻璃包层18，上镜面板16和下镜面板17抵接输出光缆14的高折射率玻璃芯端面19。
输出光缆14的低折射率硅玻璃包层18外侧设置有弹性保护层23。
所述反光镜5外端连接有挡光罩7，挡光罩7右端固定在壳体6内壁上；
所述壳体6底部设置有减振支撑机构，所述减振支撑机构包括固定板3，所述壳体6安装在固定板3上，所述固定板3下侧设置有底板1，所述底板1与固定板3之间通过多个均匀设置的弹性伸缩套筒2连接；
所述弹性伸缩套筒2包括竖向套筒20，所述竖向套筒20底端固定在底板1上，竖向套筒20顶端套装有伸缩杆21，竖向套筒20内底端设置有伸缩弹簧22，伸缩杆21底端套在在竖向套筒20内并与伸缩弹簧22顶端固定连接。
本发明的工作原理是：工作时，主电路板和电源驱动泵浦光源灯和探测光源灯工作，并通过电光调制器对泵浦光源灯和探测光源灯进行调制灯光，泵浦光源灯发出的光线A和探测光源灯发出的光线B，分别照射在反光镜上，经过反光镜发射后照射在下镜面板和上镜面板，经过下镜面板和上镜面板的反射从输出光缆的高折射率玻璃芯端面射入，而后射入高折射率玻璃芯与低折射率硅玻璃包层的界面上，由于入射角大于临界角，发生全反射，光线全部进入高折射率玻璃芯内，继而实现传输，并通过输出光缆右端的输出接口输出，反光镜外侧的挡光罩起到挡光作用，将泵浦光源灯和探测光源灯发出的光挡入反光镜上，使得泵浦光源灯和探测光源灯发出的光线尽可能利用，节约能源，另外本发明巧妙设置减振支撑机构，有效消除壳体外振动的影响，保证双光源发射稳定，同时方便移动。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种光时域发射仪的双光源发射结构，包括壳体（6），其特征在于：所述壳体（6）内左侧设置有隔板（61），所述隔板（61）左侧壳体（6）内腔中固定设置有主电路板和电源（4），所述壳体（6）右侧中部设置有固定套筒（11），固定套筒（11）上侧和下侧分别设置有固定架（15），固定套筒（11）通过固定架（15）支撑在壳体（6）内中部，固定套筒（11）左端固定设置有入光筒（10），所述固定套筒（11）内套装有输出光缆（14），入光筒（10）内上下对称设置有上镜面板（16）和下镜面板（17），上镜面板（16）和下镜面板（17）左端向外倾斜设置，隔板（61）右侧中部对应入光筒（10）左端固定设置有反射镜（5），所述壳体（6）内壁对应入光筒（10）上侧和下侧分别设置有泵浦光源灯（9）和探测光源灯（91），泵浦光源灯（9）和探测光源灯（91）分别安装在壳体（6）内壁对应位置设置的灯座（8）上，泵浦光源灯（9）和探测光源灯（91）分别通过导线与主电路板和电源（4）连接。
2.根据权利要求1所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述壳体（6）内右端上下对称设置有电光调制器（12），电光调制器（12）分别通过导线与主电路板和电源（4）连接。
3.根据权利要求1所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述壳体（6）右侧对应输出光缆（14）右端设置有输出接口（13）。
4.根据权利要求1所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述输出光缆（14）包括高折射率玻璃芯（19），高折射率玻璃芯（19）外侧设置有低折射率硅玻璃包层（18），上镜面板（16）和下镜面板（17）抵接输出光缆（14）的高折射率玻璃芯（19）端面。
5.根据权利要求4所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：输出光缆（14）的低折射率硅玻璃包层（18）外侧设置有弹性保护层。
6.根据权利要求1所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述反光镜外端连接有挡光罩（7），挡光罩（7）右端固定在壳体（6）内壁上。
7.根据权利要求1所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述壳体（6）底部设置有减振支撑机构，所述减振支撑机构包括固定板（3），所述壳体（6）安装在固定板（3）上，所述固定板（3）下侧设置有底板（1），所述底板（1）与固定板（3）之间通过多个均匀设置的弹性伸缩套筒（2）连接。
8.根据权利要求7所述的光时域发射仪的双光源发射结构，其特征在于：所述弹性伸缩套筒（2）包括竖向套筒（20），所述竖向套筒（20）底端固定在底板（1）上，竖向套筒（20）顶端套装有伸缩杆（21），竖向套筒（20）内底端设置有伸缩弹簧（22），伸缩杆（21）底端套在在竖向套筒（20）内并与伸缩弹簧（22）顶端固定连接。
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