CN109708995A - 基于微波光子技术的液体密度传感器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于微波光子技术的液体密度传感器系统，该系统包括：激光器发出激光输入电光调制器，电光调制器接受射频信号源发出的微波信号对输入的激光进行调制，产生的调制光信号经滤波器后，得到调制滤波后的光信号通过光开关中导通的第一端口和第三端口进入第一级Sagnac环，经过第一级Sagnac环干涉后的光信号经过隔离器进入第二级Sagnac环，经过第二级Sagnac环干涉后的光信号由光电探测器转换为电信号发送至信号解调单元，信号解调单元根据射频信号源发出的同步射频信号对电信号进行解调并输出；其中，第二级Sagnac环的部分结构位于被检测对象中。上述系统的双环结构可产生游标效应，并能够精确的对被检测的液体密度进行检查，提高检测精度。
Description
技术领域
本发明属于光电传感技术，具体涉及一种基于微波光子技术的液体密度传感器系统。
背景技术
当前光纤传感技术广泛应用于工业检测、桥梁监控和轨道监测等领域，相比于电的传感器而言，光纤传感器具有灵敏度高和对电磁干扰免疫等优势；但是随着应用的推广和技术的进步，对光纤传感系统的灵敏度要求越来越高，例如应用于海洋监听、高灵敏度物理生化参量的测量等，传统的光纤传感解调受限于光谱仪的最小分辨率(最小0.01nm)，很难实现更高的传感检测分辨率，而将微波光子技术与光纤传感技术相结合，可以实现对光信号的解调转换为对微波信号的识别和处理，这就大大提高了光纤传感系统的分辨率。
针对检测对象为液体密度，且需要更高的测量分辨率，如何将光纤Sagnac环与微波光子技术结合，搭建一个能够测量液体密度的传感器系统成为本申请需要解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种将双环Sagnac串联跟微波光子滤波器链路结合起来使用，提高检测分辨率的基于微波光子技术的液体密度传感器系统。
(二)技术方案
为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种基于微波光子技术的液体密度传感器系统，包括：激光器、电光调制器、射频信号源、滤波器、光开关、信号解调单元、第一级Sagnac环、第二级Sagnac环、隔离器和光电探测器；
其中，所述激光器发出激光输入所述电光调制器，所述电光调制器接受所述射频信号源发出的微波信号对输入的激光进行调制，产生的调制光信号经所述滤波器后，得到调制滤波后的光信号通过光开关中导通的第一端口和第三端口进入第一级Sagnac环，经过第一级Sagnac环干涉后的光信号经过所述隔离器进入第二级Sagnac环，经过第二级Sagnac环干涉后的光信号由所述光电探测器转换为电信号发送至信号解调单元，所述信号解调单元根据所述射频信号源发出的同步射频信号对所述电信号进行解调并输出；
其中，所述第二级Sagnac环的部分结构位于被检测对象中。
可选地，还包括：第一耦合器；
所述光开关包括第二端口；
所述光开关的第一端口和第二端口导通时，经过滤波器后的调制滤波的光信号经过第一耦合器后进入第二级Sagnac环；
其中，所述信号解调单元用于控制所述光开关的第一端口分别与第二端口、第三端口的导通。
可选地，所述第一级Sagnac环包括：
耦合器一、偏振控制器一、单模光纤一和边孔光纤一；
其中，耦合器一、偏振控制器一、第一段单模光纤一和边孔光纤一、第二段单模光纤一、耦合器一依次连接，形成第一级Sagnac环；
所述调制滤波后的光信号从耦合器一的输入端子进入耦合器一，并从耦合器一的输出端子一和输出端子二分别进入第一级Sagnac环，进入第一级Sagnac环的两束光信号分别经过所述偏振控制器一、第一段单模光纤一和边孔光纤一、第二段单模光纤一后，在耦合器一处相遇发生干涉；
所述耦合器一的输出端子一连接所述第一级Sagnac环的偏振控制器一，所述耦合器一的输出端子二连接所述第一级Sagnac环的第二段单模光纤一。
可选地，所述第二级Sagnac环包括：
耦合器二、偏振控制器二、掺铒光纤、单模光纤二和边孔光纤二；
其中，耦合器二、偏振控制器二、掺铒光纤、第一段单模光纤二和边孔光纤二、第二段单模光纤二依次连接，形成第二级Sagnac环；
经过隔离器之后的光信号通过第一耦合器的输入端子进入第一耦合器，由第一耦合器的输出端子输出有效的光信号；
所述有效的光信号通过耦合器二的输入端子进入耦合器二，耦合器二的输出端子一和输出端子二分别进入第二级Sagnac环，进入第二级Sagnac环的两束光信号分别经过所述偏振控制器二、掺铒光纤、单模光纤二和边孔光纤二后，在耦合器二处相遇发生干涉；
所述耦合器二的输出端子一连接所述第二级Sagnac环的偏振控制器二，耦合器二的输出端子二连接所述第二级Sagnac环的第二段单模光纤二。
可选地，所述第一耦合器的输出端子还连接损耗光纤，所述损耗光纤用于将第一耦合器的输出端子输出的无效的光信号损耗掉。
可选地，所述第二级Sagnac环的干涉信号中携带了被检测对象的参量变化信息；
所述边孔光纤二产生的双折射效应依据被检测对象参量的变化而变化。
可选地，所述第二级Sagnac环包括：用于固定所述边孔光纤二，且使得所述边孔光纤二位于被检测对象中的固定结构。
可选地，所述固定结构包括：
固定导轨、固定件、浮子和绳；
其中，所述第一段单模光纤二、第二段单模光纤二分别熔接在边孔光纤二的两端，边孔光纤二所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨放置在固定件中固定，边孔光纤二的两端头通过绳与浮子连接；
或者，
所述固定结构包括：
固定导轨、固定件、浮子、滑轮和绳；
其中，所述第一段单模光纤二、第二段单模光纤二分别熔接在边孔光纤二的两端，边孔光纤二所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨放置在固定件中固定，边孔光纤二的一端头通过绳与浮子连接，所述边孔光纤二的另一端头连接的绳借助滑轮与浮子连接，所述滑轮改变边孔光纤二下端拉力的方向；
所述滑轮安装在固定件的远离浮子的一端；
所述浮子是浮在被检测液体表面的物体。
可选地，所述绳为柔性细绳。
可选地，所述边孔光纤二和和边孔光纤一分别包括：边孔光纤本体和涂覆所述边孔光纤本体外围的用于进行温度补偿的涂覆层。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明的液体密度传感器系统可以对液体密度进行检查，可以根据用户的检测精度来选择档位，可以提供高精度的液体密度测量，可以应用于各类液体密度检测等场合。
本发明的系统可以克服现有光纤传感解调技术受限于光谱仪最小分辨率0.01nm的问题，将现有光纤传感解调技术中对光域信号的解调，转换到电域去解调，可以提供高精度的液体密度测量。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种基于微波光子技术的液体密度传感器系统的结构示意图；
图2为图1中第二个Sagnac环的固定结构的示意图。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
设定被检测对象为液体密度，为了得到更高的测量分辨率，本申请中尝试将光纤Sagnac环与微波光子技术结合，搭建一个基于双Sagnac环级联的液体密度传感器系统；液体密度传感器系统本身具有的电域解调特性就使得系统分辨率远高于传统的光纤传感系统，而设计进去的双Sagnac环级联结构又可以产生游标效应，从而在液体密度传感器系统的基础上更进一步有效提升系统的分辨率，得到远超过现有传感检测系统分辨率的超高分辨率；这为后续进一步研究微波光子传感系统用于检测生物、化学等要求高分辨率的场合打下了基础，为微波光子传感用于生物医药检测等探路，具有开创一种新的传感检测方法的可能性。
对本申请液体密度传感器系统中使用的原理说明如下：
根据基本物理原理，当物体放置到溶液中时，会受到液体的浮力作用，如公式(1)所示：
F浮＝ρgV排(1)；
当g和V排一定(或V排变化相对不大)时，物体所受浮力F浮与ρ成比例关系。
当将浮力应用于光纤轴向，作用轴向拉力时，光纤在轴向产生形变，且轴向的形变εz跟施加的拉力，也就是这里的浮力F浮成比例关系，有F浮～εz，而εz又跟波长漂移成比例关系，即εz～Δλ，所以有下式成立：
ρ～Δλ(2)；
基于业内人士其他的实验结论，可以知道波长的移动会对应有频率的漂移，即有下式成立：
Δλ～Δf(3)
结合上述(2)和(3)两式，可知待测液体的密度与最终测得的微波信号频移成一定比例关系，可以通这一原理来进行液体密度的测量。
实施例1
本发明实施例具体的系统结构如下图1所示：
本实施例的基于微波光子技术的液体密度传感器系统，包括：激光器1、电光调制器2、射频信号源3、滤波器4、光开关5、信号解调单元19、第一级Sagnac环、第二级Sagnac环、隔离器10和光电探测器18；
第一耦合器11、光开关5包括第一端口501、第二端口502和第三端口。
本实施例中的信号解调单元19可控制光开关5的第一端口501和第一端口502的导通，实现使用单环即传感环的液体密度测量。信号解调单元19可控制光开关5的第一端口501和第三端口503的导通，实现使用双环如游标卡尺的方式对液体密度的测量。
本实施例中的第一级Sagnac环包括：耦合器一6、偏振控制器一7、两段单模光纤一8和边孔光纤一9；其中，耦合器一6、偏振控制器一7、第一段单模光纤一8和边孔光纤一9、第二段单模光纤一8、耦合器一6依次连接，形成第一级Sagnac环。
本实施例中的第二级Sagnac环包括：耦合器二13、偏振控制器二14、掺铒光纤15、两段单模光纤二16和边孔光纤二17；
其中，耦合器二13、偏振控制器二14、掺铒光纤15、第一段单模光纤二16和边孔光纤二17、第二段单模光纤二16依次连接，形成第二级Sagnac环。
基于上述的结构，信号流向说明如下：
射频信号源(RF Source)3通过电光调制器(EOM)2对激光器(Laser)1发出的光信号进行调制，输出的调制信号光经滤波器(Filter)4滤去不需要的边带信号，仅保留需要的单边带信号，当光开关5打向下面一路端子(即第一端口501和第三端口503导通)时，调制滤波后的光信号输入第一级Sagnac环，第一级Sagnac环的输出经过隔离器(ISO)10输入到第二级Sagnac环，经由第二级Sagnac环后携带了被检查对象信息的光信号经过光电探测器(PD)18转换为电信号，电信号送入解调单元(Demodulation Units)19。
第一级Sagnac环由耦合器一6、偏振控制器一7、单模光纤一8和边孔光纤一9(该边孔光纤为特种或特定结构)构成，该环可以产生不受外界影响的双折射，进而在耦合器一6处产生第一次光信号干涉波形；
第二级Sagnac环由耦合器二13、偏振控制器二14、掺铒光纤(EDF)15、单模光纤二16、边孔光纤二17构成，此环具有传感检测功能，传感部件为环中边孔光纤，该环同样会在耦合器二13处发生干涉，这样就在第一次干涉的基础上发生了第二次光的干涉。
两级光干涉的结果就是产生了类似游标卡尺的游标效应，能实现非常高的分辨率；如果光开关5打到上面一路的端子(即第一端口501和第二端口502导通)，那么滤波输出的光信号不经过第一级Sagnac环，而是直接送入传感检测环即第二级Sagnac环，这样就只有一级干涉；最后，携带了被检查对象信息的光信号经过光电探测器(PD)18转换为电信号，电信号送入信号解调单元(Demodulation Units)19。
本实施例中的信号解调单元19可以根据检测对象要求的分辨率来控制光开关5的跳转以及信号解调单元19的单元配置，本实施例中解调单元19包括：第一级解调单元和第二级解调单元；
第一级解调单元(1st Unit)1901为一级干涉解调单元，第二级解调单元(2stUnit)1902为双级干涉解调单元。当第一级解调单元被选择时，此时，控制光开关5的第一端口501和第二端口502连接。当第二级解调单元被选择时，可控制光开关5的第一端口501和第三端口503连接。
也就是说，将信号解调单元按被测量分辨率要求进行选择。
本实施例中将光纤Sagnac环与微波光子技术结合，搭建一个基于双Sagnac环级联的系统；双Sagnac环级联结构可以产生游标效应，有效提升传感检测系统分辨率，本实施例的传感器系统本身具有的电域解调特性就使得分辨率远高于传统的光纤传感系统，二者的叠加作用将带来更高的分辨率；
本实施例中的边孔光纤采用特种结构或特殊处理过的光纤，其作为传感系统的传感部件，该传感部件根据具体检测对象的不同，采用独特的封装设计；可根据不同的检测分辨率要求来选择高、低两种不同的系统分辨率档位，这样就可根据不同需求来降低系统成本。
特别说明的是，本实施例中的第二级Sagnac环的边孔光纤二位于被检测对象即被检测液体中。
在具体应用中，边孔光纤二和边孔光纤一均可包括：边孔光纤本体和涂覆在边孔光纤本体外围的用于对边孔光纤本体进行温度补偿的涂覆层(即温度补偿材料的涂覆层)。因为温度的变化对引起环中边孔光纤膨胀，膨胀也会造成边孔光纤中双折射效应改变。所以，两个环中的边孔光纤外表面都可以涂覆一层抵消热膨胀效应引起的环中干涉波形漂移的材料。
涂覆层的材料可以抵消热膨胀效应引起的Sagnac环中干涉波漂移问题。或者，可以理解的是，涂覆层是一种热膨胀系数与边孔光纤热膨胀系数呈负性关系。
实际检测中，将第二级Sagnac环中的SHF边孔光纤而必须要放置到被检查液体对象中，液体不同密度产生不同浮力，浮力作用于浮子上，浮子通过绳线来拉动边孔光纤的两端，边孔一旦受到轴向的拉力，那么产生的双折射效应也会跟着变化，从而导致环中干涉条纹随着变化。
实施例2
本实施例的液体密度传感器系统，包括：电光调制器2；激光器1的输出光被送进电光调制器2，电光调制器2中的光信号被微波信号源3发射过来的微波信号调制，调制后输出含双边带的光信号，光信号经过滤波器4(可为光滤波器)滤除一侧不需要的边带信号，保留另一侧需要的边带信号，然后输出到光开关5；光开关可设置单环或双环结构；
单环结构时仅有传感部件对应的Sagnac环工作；双环结构时传感部件对应的Sagnac环(即第二级Sagnac环)与参考单元所在Sagnac环(即第一级Sagnac环)同时工作，此时将产生游标效应；双环结构分辨率大于单环结构，而单环结构简单；两个环中间用隔离器10相连；
参考环(即第一级Sagnac环)由单模光纤一8、偏振控制器、参考单元组成；参考单元由边孔光纤一构成；
传感环(即第二级Sagnac环)由单模光纤二16、偏振控制器、传感测量单元、掺铒光纤15组成；
传感测量单元由边孔光纤二17、边孔光纤二的固定结构等构成。
光电探测器用于将光信号转为电信号，电信号送入解调单元进行信号解调。上述的液体密度传感器系统可以对液体密度进行检查，可以根据用户的检测精度来选择档位，可以提供高精度的液体密度测量，可以应用于各类液体密度检测等场合。
具体结合图1进行说明，如图1所示，激光器1发出激光，输入进入电光调制器2，电光调制器2接受射频信号源3发出的微波信号调制，产生的调制光信号经滤波器4滤除不要的边带，仅保留需要的边带光信号，之后送入光开关5的第一端口501，光开关5受信号解调单元19控制，当光开关5档位打到下端时，第一端口501与第三端口503导通，调制滤波后的光信号经过第三端口503输出，经耦合器一6的输入端子601进入耦合器一6，之后光信号分别从耦合器一6的两个输出端子(如输出端子一603和输出端子二604)进入第一级Sagnac环。
进入第一级Sagnac环的两束光信号相向而行，第一级Sagnac环包含偏振控制器一7、单模光纤一8、边孔光纤一9和耦合器一6，光信号在边孔光纤9处发生双折射效应，偏振控制器一7对偏振光信号起到控制作用，由于产生的双折射效应使得参考环中两束相向而行的光信号产生路程差，导致两束光在耦合器一6处相遇时发生干涉。
进入第一级Sagnac环后干涉的光信号经过隔离器10单向经过第一耦合器11的输入端子1102进入第一耦合器11，第一耦合器11的输出端子1103输出的光信号经损耗光纤12损耗掉；
有效的输出光信号经第一耦合器11的输出端子1104输出，经耦合器二13的输入端子1301进入耦合器二13，耦合器二13的输出端子一1303和输出端子二1304分别输出两束相向而行的光信号进入第二级Sagnac环。
第二级Sagnac环包含耦合器二13、偏振控制器二14、掺铒光纤15、单模光纤二16、传感用途的边孔光纤二17，光经过边孔光纤二17产生双折射效应，同时此处的边孔光纤二17产生的双折射效应会受到外部被检测对象参量的变化而变化，最终导致两束相向的光在耦合器二13处相遇发生干涉时，干涉信号中携带了被检测对象的参量变化信息。
双环结构时，此时第二级Sagnac环发生的干涉是基于第一Sagnac环干涉的结果基础上的，即此时耦合器二13的输出端子三1302输出的是两级干涉叠加的结果，即发生了游标效应。第一级Sagnac环干涉相当于游标卡尺的固定刻度，而第二级Sagnac环干涉相当于游标卡尺的游标部分。
可选地，当被检测对象参量要求检测分辨率不高时，解调单元19控制光开关5将开关档位打到第二端口502(即第一端口501和第二端口502导通)，此时光信号不经过第一级Sagnac环，而是直接到达第二级Sagnac环，不产生游标效应；光电探测器18将光信号转换为电信号送给信号解调单元19，信号解调单元19包含第一解调单元1901和第二解调单元1902。
当被检测对象参量要求分辨率不高时，仅用第一解调单元1901即可实现信号的解调；当被检测对象参量要求高分辨率检测时，第一解调单元1901和第二解调单元1902同时工作，从而构成高精度解调；同时，射频信号源3发出同步射频信号供给信号解调单元19做信号解调参考量。
另外，如图2所示，第二级Sagnac环中边孔光纤二的固定结构的示意图，即图1中边孔光纤二17所连接的外部固定件示意图。
在图2中，第一段单模光纤二16、第二段单模光纤二16分别熔接在边孔光纤二17的上下两端，边孔光纤二17所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨1703放置在固定件1702中固定，边孔光纤二17的两端头通过绳1705与浮子(1701)连接；
即两截单模光纤二16熔接在边孔光纤二1703的上下两端，含有边孔光纤二的环段通过固定导轨1703放置在固定件1702中，固定导轨1703固定于固定件1702中。
或者，在其他实施例中，所述固定结构包括：固定导轨1703、固定件1702、浮子1701、滑轮1704和绳1705；
其中，第一段单模光纤二16、第二段单模光纤二16分别熔接在边孔光纤二17的两端，边孔光纤二17所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨1703放置在固定件1702中固定，边孔光纤二17的一端头通过绳1705与浮子1701连接，所述边孔光纤二17的另一端头连接的绳1705借助滑轮1704与浮子1701连接，所述滑轮1704改变边孔光纤二17下端拉力的方向；
所述滑轮1704安装在固定件1702的远离浮子的一端；所述浮子是浮在被检测液体表面的物体。浮子1701下端固定了柔性细绳1705的两端。
图2中的浮子在被测液体中受到浮力作用，浮子通过下方细绳等类似连接线拉动传感部件的上下端。另外，上述滑轮起到改变拉力方向作用，便于使传感部件下端受到浮力拉动。
本实施例的固定结构可以是平面圆环结构也可以是其他结构，其保证结构中的边孔光纤位于液体中，绳子固定在液体中的边孔光纤的两端，通过绳子拉动边孔光纤，拉力来自与浮子，浮子可以是塑料泡沫等，不同密度的液体产生不同的浮力，浮力拉动边孔光纤，改变双折射效应，从而改变干涉波形产生波形移动。滑轮就是起到方便把浮力转换到绳子上从而轴向拉动边孔光纤的作用。
本实施例中通过光开关来控制检测系统是单环结构，还是双环结构；如果检测对象参量要求检测分辨率低，那么可以只用单环检测结构即可，此时省掉一个环，且，信号解调部分只用第一级解调单元即可，节省了硬件成本开支；
如果检测对象参量要求高分辨率，那么光开光作用，将两个Sagnac环级联，产生游标效应，此时获得高分辨率；而微波光子技术本身就具有将光域信号转换为电域微波信号，从而获得高于光域的解调分辨能力，那么游标效应再加上微波电域的高解调分辨能力，从而获得非常高的检测对象分辨率。
进一步地，本实施例中的信号解调单元19可以根据检测参量分辨率要求的高低来选择性配置。
需要说明的是，在图1中，有三个地方发生了光干涉效应，第一处在电光调制器2出，利用光干涉原理调制输出了边带信号光；第二处干涉发生在双环级联时第一级Sagnac环那里；第三处发生在双环级联时第二级Sagnac环那里。
本实施例中设计了解调部分是分级叠加构成解调单元，解调精度要求不高时，第一级解调单元即可完成解调工作，解调精度要求很高时，两级解调单元组成高精度解调单元，可以完成多级干涉解调。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于微波光子技术的液体密度传感器系统，其特征在于，包括：激光器(1)、电光调制器(2)、射频信号源(3)、滤波器(4)、光开关(5)、信号解调单元(19)、第一级Sagnac环、第二级Sagnac环、隔离器(10)和光电探测器(18)；
其中，所述激光器(1)发出激光输入所述电光调制器(2)，所述电光调制器(2)接受所述射频信号源(3)发出的微波信号对输入的激光进行调制，产生的调制光信号经所述滤波器(4)后，得到调制滤波后的光信号通过光开关(5)中导通的第一端口(501)和第三端口(503)进入第一级Sagnac环，经过第一级Sagnac环干涉后的光信号经过所述隔离器(10)进入第二级Sagnac环，经过第二级Sagnac环干涉后的光信号由所述光电探测器(18)转换为电信号发送至信号解调单元(19)，所述信号解调单元(19)根据所述射频信号源(3)发出的同步射频信号对所述电信号进行解调并输出；
其中，所述第二级Sagnac环的部分结构位于被检测对象中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第一耦合器(11)；
所述光开关包括第二端口(502)；
所述光开关(5)的第一端口(501)和第二端口(502)导通时，经过滤波器(4)后的调制滤波的光信号经过第一耦合器(11)后进入第二级Sagnac环；
其中，所述信号解调单元(19)用于控制所述光开关(5)的第一端口(501)与第二端口(502)或第三端口(503)的导通。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一级Sagnac环包括：
耦合器一(6)、偏振控制器一(7)、两段单模光纤一(8)和边孔光纤一(9)；
其中，耦合器一(6)、偏振控制器一(7)、第一段单模光纤一(8)、边孔光纤一(9)和第二段单模光纤一(8)、耦合器一(6)依次连接，形成第一级Sagnac环；
所述调制滤波后的光信号从耦合器一(6)的输入端子(601)进入耦合器一(6)，并从耦合器一(6)的输出端子一(603)和输出端子二(604)分别进入第一级Sagnac环，进入第一级Sagnac环的两束光信号分别经过所述偏振控制器一(7)、第一段单模光纤一(8)和边孔光纤一(9)、第二段单模光纤一(8)后，在耦合器一(6)处相遇发生干涉；
所述耦合器一(6)的输出端子一(603)连接所述第一级Sagnac环的偏振控制器一(7)；
所述耦合器一(6)的输出端子二(604)连接所述第一级Sagnac环的第二段单模光纤一(8)。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二级Sagnac环包括：
耦合器二(13)、偏振控制器二(14)、掺铒光纤(15)、两段单模光纤二(16)和边孔光纤二(17)；
其中，耦合器二(13)、偏振控制器二(14)、掺铒光纤(15)、第一段单模光纤二(16)和边孔光纤二(17)、第二段单模光纤二(16)依次连接，形成第二级Sagnac环；
经过隔离器(10)之后的光信号通过第一耦合器(11)的输入端子(1102)进入第一耦合器(11)，由第一耦合器(11)的输出端子(1104)输出有效的光信号；
所述有效的光信号通过耦合器二(13)的输入端子(1301)进入耦合器二(13)，耦合器二(13)的输出端子一(1303)和输出端子二(1304)分别进入第二级Sagnac环，进入第二级Sagnac环的两束光信号分别经过所述偏振控制器二(14)、掺铒光纤(15)、单模光纤二(16)和边孔光纤二(17)后，在耦合器二(13)处相遇发生干涉；
所述耦合器二(13)的输出端子一(1303)连接所述第二级Sagnac环的偏振控制器二(14)；
耦合器二(13)的输出端子二(1304)连接所述第二级Sagnac环的第二段单模光纤二(16)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述第一耦合器(11)的输出端子(1103)还连接损耗光纤(12)，所述损耗光纤(12)用于将第一耦合器(11)的输出端子(1103)输出的无效的光信号损耗掉。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二级Sagnac环的干涉信号中携带了被检测对象的参量变化信息；
所述边孔光纤二(17)产生的双折射效应依据被检测对象参量的变化而变化。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二级Sagnac环包括：用于固定所述边孔光纤二(17)，且使得所述边孔光纤二(17)位于被检测对象中的固定结构。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述固定结构包括：
固定导轨(1703)、固定件(1702)、浮子(1701)和绳(1705)；
其中，所述第一段单模光纤二(16)、第二段单模光纤二(16)分别熔接在边孔光纤二(17)的两端，边孔光纤二(17)所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨(1703)放置在固定件(1702)中固定，边孔光纤二(17)的两端头通过绳(1705)与浮子(1701)连接；
或者，
所述固定结构包括：
固定导轨(1703)、固定件(1702)、浮子(1701)、滑轮(1704)和绳(1705)；
其中，所述第一段单模光纤二(16)、第二段单模光纤二(16)分别熔接在边孔光纤二(17)的两端，边孔光纤二(17)所在第二级Sagnac环的环段通过固定导轨(1703)放置在固定件(1702)中固定，边孔光纤二(17)的一端头通过绳(1705)与浮子(1701)连接，所述边孔光纤二(17)的另一端头连接的绳(1705)借助滑轮(1704)与浮子(1701)连接，所述滑轮(1704)改变边孔光纤二(17)下端拉力的方向；
所述滑轮(1704)安装在固定件(1702)的远离浮子的一端；
所述浮子是浮在被检测液体表面的物体。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述绳(1705)为柔性细绳。
10.根据权利要求4至9任一所述的系统，其特征在于，所述边孔光纤二(17)和边孔光纤一(9)分别包括：边孔光纤本体和涂覆所述边孔光纤本体外围的用于进行温度补偿的涂覆层。
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2019
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