CN205861002U - 一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，它由宽带光源、入射单模光纤、球形结构、光子晶体光纤、坍塌结构、出射单模光纤、光谱分析仪构成。当该传感器受到应变作用时，在光子晶体光纤包层与纤芯内传输的两束光的相位差发生变化，导致透射光谱的峰值波长产生漂移，通过光谱分析仪上干涉峰的波长变化值来实现对应变的测量。该传感器具有灵敏度高，温度不敏感，结构强度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤传感器，尤其涉及一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器。
背景技术
光纤传感器与传统的电和化学传感器相比具有很多优点，例如高灵敏度、耐腐蚀、体积小、重量轻等。光纤传感器具有全光纤结构的光路，传输损耗低，测量精度高，目前已经在化工、电力系统、建筑以及海洋资源开发等领域得到了广泛的应用。
光纤应变传感器已经发展出很多类型，例如利用F-P腔干涉仪的光纤应变传感器；利用布拉格光纤光栅和长周期的光纤应变传感器；利用双球形结构的马赫曾德光纤应变传感器等。但F-P腔干涉仪的制作比较困难；布拉格光栅和长周期光栅需要光栅制作装置，导致制作成本高；双球形结构的马赫曾德干涉仪光纤传感器的灵敏度较低。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，该传感器具有灵敏度高，温度不敏感，结构强度高等优点。
为了解决上述技术问题，本实验新型所采用的技术方案为：一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤传感器，包括宽带光源(1)、入射单模光纤(2)、球形结构(3)、光子晶体光纤(4)、坍塌结构(5)、出射单模光纤(6)、光谱分析仪(7)。宽带光源(1)的输出端与入射单模光纤(2)的左端连接，入射单模光纤(2)的右端与球形结构(3)的左端连接，坍塌结构(5)的右端与出射单模光纤(6)的输入端连接，出射单模光纤(6)的输出端与光谱分析仪(7)连接；其特征在于，球形结构(3)的右端与光子晶体光纤(4)的左端连接，光子晶体光纤(4)的右端与坍塌结构(5)的左端连接。
所述的球形结构(3)，其直径是170μm至190μm。
所述的光子晶体光纤(4)，型号为LMA-10，长度为10mm至20mm。
所述的坍塌结构(5)，长度为100μm。
本实用新型的有益效果为：
1.采用全光纤结构，制造简单；
2.采用光子晶体光纤，具有温度不敏感的优点；
3.传感器本身结构强度高，安全可靠。
附图说明
下面结合附图及其具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本实用新型的示意图；
图中，1为宽带光源；2为入射单模光纤；3为球形结构；4为光子晶体光纤；5为坍塌结构；6为出射单模光纤；7为光谱分析仪。
具体实施方式
图1中，一种基于球形结构和光子晶体光纤的应变传感器，包括宽带光源1、入射单模光纤2、球形结构3、光子晶体光纤4、坍塌结构5、出射单模光纤6、光谱分析仪7构成；宽带光源1的输出端与入射单模光纤2的左端连接，入射单模光纤2的右端与球形结构3的左端连接，球形结构3的右端与光子晶体光纤4的左端连接，光子晶体光纤4的右端与坍塌结构5的左端连接，坍塌结构5的右端与出射单模光纤6的输入端连接，出射单模光纤6的输出端与光谱分析仪7连接。
一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，其工作方式为：宽带光源1发出的光输入到入射单模光纤2，在入射单模光纤2中以基模的形式传播，光能量被束缚在纤芯内。光传输到球形结构3时，由于光纤球形结构导致模场不匹配，一部分光进入光子晶体光纤4的包层，激发包层模在光子晶体光纤4的包层中传输；另一部分光进入光子晶体光纤纤芯内传播。由于光子晶体光纤4的包层与纤芯的折射率不同，两束光传播的光程不同从而产生光程差。两束光传输到坍塌结构5时，重新耦合在一起产生干涉。干涉光通过出射单模光纤6输入光谱分析仪7，光谱分析仪7显示光谱的干涉图样。
当该传感器受到应变作用时，在光子晶体光纤包层与纤芯内传输的两束光的相位差发生变化，导致透射光谱的峰值波长产生漂移，通过光谱分析仪上干涉峰的波长变化值来实现对应变的测量。
Claims (4)
1.一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，包括宽带光源(1)、入射单模光纤(2)、球形结构(3)、光子晶体光纤(4)、坍塌结构(5)、出射单模光纤(6)、光谱分析仪(7)；宽带光源(1)的输出端与入射单模光纤(2)的左端连接，入射单模光纤(2)的右端与球形结构(3)的左端连接，坍塌结构(5)的右端与出射单模光纤(6)的输入端连接，出射单模光纤(6)的输出端与光谱分析仪(7)连接；其特征在于，球形结构(3)的右端与光子晶体光纤(4)的左端连接，光子晶体光纤(4)的右端与坍塌结构(5)的左端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，其特征在于，所述的球形结构(3)，直径是170μm至190μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，其特征在于，所述的光子晶体光纤(4)，长度为10mm至20mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器，其特征在于，所述的坍塌结构(5)，长度为100μm。
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| CN201620725488.9U CN205861002U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器 |
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| CN205861002U true CN205861002U (zh) | 2017-01-04 |
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| CN (1) | CN205861002U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111337060A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-26 | 南京信息工程大学 | 一种基于并联结构游标效应的混合型传感器及其制作方法 |
| CN111412938A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-14 | 南京信息工程大学 | 一种三参数测量的混合结构干涉仪传感器 |
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2016
- 2016-07-05 CN CN201620725488.9U patent/CN205861002U/zh not_active Expired - Fee Related
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