CN205664847U - 一种基于光纤光栅的传感器复用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于光纤光栅的传感器复用装置，该复用装置基于树叉型光纤结构，由波长解调模块、传导光纤、延时光纤、树叉光纤、耦合器和相同波长的光纤光栅组成，其中波长解调模块是用来对反射回来的中心波长进行解调，测量出波长的偏移量；传导光纤用来传递测量信号；延时光纤用来增加反射光反射回波长解调模块所需要的时间；耦合器用来实现光路的分离，与传导光纤、树叉光纤共同构成树叉型光纤结构；使用的光纤光栅波长值相同，基于树叉型光纤结构，利用时分复用技术实现了光纤光栅传感器的波长多次复用，提高宽谱光源的使用效率。

Description

一种基于光纤光栅的传感器复用装置

技术领域

本实用新型涉及一种光纤光栅测量领域，具体涉及一种基于光纤光栅的传感器复用装置，是一种利用树叉型光纤结构，通过时分复用技术来实现光纤光栅传感器的波长多次复用，提高宽谱光源的使用效率。

背景技术

光纤光栅传感技术是目前国内研究的热点之一。光纤光栅的测量原理就是在拉伸或压缩光纤光栅，或者改变温度等其他物理量，可以达到改变光纤光栅的周期L和有效折射率n_eff，从而达到改变光纤光栅的反射波长λ_B的目的。而且光纤光栅的中心波长的变化量和应变、温度的变化量成线性关系。根据这样的特性，可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度、位移等多种传感器。光纤光栅信号处理器用于实时采集各光纤光栅传感器的波长值，通过光栅传感器波长变化量的大小推算出相应物理量(温度、应力等)的改变大小。这样就实现了物理量传感检测的目的。

光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、高精度、高灵敏度、防水、抗腐蚀、耐久性长等特点，传感器体积小、重量轻，便于铺设安装。虽然测量参数和定位精度都比较准确，但是由于宽谱光源的谱宽有限，用于测量的光栅必须波长不同，限制了光纤光栅的测量设备的测量距离。

因此，现有技术的上述问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型实现了传感器复用装置，该复用装置基于树叉型光纤结构，由波长解调模块、耦合器、传导光纤、延时光纤、树叉光纤、和光纤光栅传感器组成；其中波长解调模块是用来对反射回来的中心波长进行解调，测量出波长的偏移量；传导光纤用来传递测量信号；延时光纤用来增加反射光反射回波长解调模块所需要的时间；耦合器用来实现光路的分离，与传导光纤、树叉光纤共同构成树叉型光纤结构；使用的光纤光栅波长值相同，基于树叉型光纤结构，利用时分复用技术实现了光纤光栅传感器的波长多次复用，提高宽谱光源的使用效率。

本实用新型请求保护一种基于光纤光栅的传感器复用装置，该装置包括依次相连的波长解调模块、第一耦合器、第一传导光纤、第一延时光纤、第二耦合器、第二传导光纤、第二延时光纤、第一树叉光纤、第一光纤光栅传感器；

第一耦合器还与第二树叉光纤、第二光纤光栅传感器依次相连，和第一传导光纤共同组成一个树叉型光纤结构；第二耦合器还与第三树叉光纤、第三光纤光栅传感器依次相连，和第二传导光纤共同组成一个树叉型光纤结构；

所述波长解调模块，用于发射宽带光源，同时接收由传感光缆中反射回来的不同的偏移波长；

所述第一传导光纤和第二传导光纤，用于向前传递光能量，同时传输反射波长回到波长解调模块；

所述第一耦合器和第二耦合器，用于光路分光；

所述第一延时光纤和第二延时光纤，用于延长后级测量点反射波长反射回来的时间。

进一步的，所述波长解调模块包括宽带光源和信息处理模块。

与现有技术和产品相比，该实用新型具有显著优点：

该实用新型加入了一个树叉型光纤结构，在整个测量过程中可使用同一中心波长的光纤光栅传感器，利用延时光纤来使得不同测量点反射回来的波长具有可控的时间差，通过时间顺序则可判断出所测物理量的具体位置，实现了光纤光栅传感器中心波长的复用。

附图说明

图1为本实用新型的基于光纤光栅的传感器复用装置的一个具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

本实用新型实现了传感器复用装置，该复用装置基于树叉型光纤结构，由波长解调模块、耦合器、传导光纤、延时光纤、树叉光纤、和光纤光栅传感器组成；其中波长解调模块是用来对反射回来的中心波长进行解调，测量出波长的偏移量；传导光纤用来传递测量信号；延时光纤用来增加反射光反射回波长解调模块所需要的时间；耦合器用来实现光路的分离，与传导光纤、树叉光纤共同构成树叉型光纤结构；使用的光纤光栅波长值相同，基于树叉型光纤结构，利用时分复用技术实现了光纤光栅传感器的波长多次复用，提高宽谱光源的使用效率。

结合图1所示，图1为本实用新型的系统结构示意图，整个系统包括依次相连的波长解调模块1、第一耦合器3、第一传导光纤2、第一延时光纤5、第二耦合器4、第二传导光纤10、第二延时光纤6、第一树叉光纤9、第一光纤光栅传感器A3；第一耦合器3还与第二树叉光纤7、第二光纤光栅传感器A1依次相连，和第一传导光纤2共同组成一个树叉型光纤结构；第二耦合器4还与第三树叉光纤8、第三光纤光栅传感器A2依次相连，和第二传导光纤10共同组成一个树叉型光纤结构。

其中，波长解调模块，用于发射宽带光源，同时接收由传感光缆中反射回来的不同的偏移波长。波长解调模块通过中心波长的偏移量来解调相应的测量物理量，通过测量时间差来区分不同测量位置上的同一中心波长偏移量。波长解调模块包括宽带光源和信息处理模块。

第一传导光纤和第二传导光纤，用于向前传递光能量，同时传输反射波长回到波长解调模块。

第一耦合器和第二耦合器，用于光路分光。

第一延时光纤和第二延时光纤，用于延长后级测量点反射波长反射回来的时间。

所示图1中A1、A2和A3的中心波长相同。

本实用新型的工作流程为：

实用新型中的波长解调模块包括宽带光源和信息处理模块，宽带光源发射出宽谱光后会由第一个耦合器将一部分光能量分给第一个树叉光纤，剩余光能量会沿着传导光纤继续向前传播，经过一段延时光纤，由第二个耦合器将一部分光能量分给第二个树叉光纤，剩余光能量会沿着传导光纤继续向前传播，经过一段延时光纤后，传输到最后一个树叉光纤终止，每个树叉光纤上都有光纤光栅传感器且中心波长相同，每次测量每个光纤光栅所反射的波长均按相同的时间顺序返回波长解调模块，由此可实现光纤光栅传感器的波长多次复用，提高宽谱光源的使用效率。

本实用新型中应用具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，对于本领域的一般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，都属于本发明的保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于光纤光栅的传感器复用装置，该装置包括依次相连的波长解调模块、第一耦合器、第一传导光纤、第一延时光纤、第二耦合器、第二传导光纤、第二延时光纤、第一树叉光纤、第一光纤光栅传感器；

其特征在于，第一耦合器还与第二树叉光纤、第二光纤光栅传感器依次相连，和第一传导光纤共同组成一个树叉型光纤结构；第二耦合器还与第三树叉光纤、第三光纤光栅传感器依次相连，和第二传导光纤共同组成一个树叉型光纤结构；

所述波长解调模块，用于发射宽带光源，同时接收由传感光缆中反射回来的不同的偏移波长；

所述第一传导光纤和第二传导光纤，用于向前传递光能量，同时传输反射波长回到波长解调模块；

所述第一耦合器和第二耦合器，用于光路分光；

所述第一延时光纤和第二延时光纤，用于延长后级测量点反射波长反射回来的时间。

2.如权利要求1所述的装置，所述波长解调模块包括宽带光源和信息处理模块。