CN210953095U - 一种适用性强的光纤分布式振动传感器 - Google Patents
一种适用性强的光纤分布式振动传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210953095U CN210953095U CN201922500443.8U CN201922500443U CN210953095U CN 210953095 U CN210953095 U CN 210953095U CN 201922500443 U CN201922500443 U CN 201922500443U CN 210953095 U CN210953095 U CN 210953095U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration sensor
- optical fiber
- filter
- optical
- output end
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种适用性强的光纤分布式振动传感器，涉及光纤技术领域，本实用新型包括光源、光纤接口、振动传感器、干涉仪、光放大器、第一滤波器、第二滤波器、光电探测器，数据采集卡、光耦合器和微处理器，其中所述光源产生光波，所述光纤接口传递所述光源发出的光，所述光纤接口的输出端与所述振动传感器的输入端连接，所述振动传感器的输出端与所述干涉仪的输入端连接，所述干涉仪的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述光电探测器的输入端连接。本实用新型适用性较强，适用范围广。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，且更具体地涉及一种适用性强的光纤分布式振动传感器。
背景技术
现代安全防卫系统中，光纤振动传感器比传统安防设备更有发展前景。利用干涉仪技术，可以设计具有极高灵敏度的相位调制型光纤振动传感器。其中的关键部分是光电检测电路，能将光信号转化为易于处理的电信号。由于光信号非常微弱，通常在纳瓦到微瓦量级，同时检测的光信号受外部环境噪声影响很大，因此对检测电路的设计提出了很高的要求。在现有技术中，光纤分布式振动传感器虽然被广泛应用，由于一些应用环境条件不好，市场的大部分光纤传感器适用性不高，有的仅仅只能在正常环境中使用，而一旦放入环境恶劣的环境中将造成仪器的损坏，误报率较高。现有光纤光栅传感器在测量高频微振动信号上存在的频率低、结构复杂、无法分布式测量等不足。
基于此，本实用新型提出一种适用性强的光纤分布式振动传感器。
实用新型内容
针对上述技术的不足，本实用新型提出一种适用性强的光纤分布式振动传感器，抗干扰能力强，具有较好的适应性。
本实用新型的技术方案如下：
一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其中所述光纤分布式振动传感器包括光源、光纤接口、振动传感器、干涉仪、光放大器、第一滤波器、第二滤波器、光电探测器，数据采集卡、光耦合器和微处理器，其中所述光源产生光波，所述光纤接口传递所述光源发出的光，所述光纤接口的输出端与所述振动传感器的输入端连接，所述振动传感器的输出端与所述干涉仪的输入端连接，所述干涉仪的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端与所述数据采集卡的输入端连接，所述采集卡的输出端与所述微处理器的输入端连接。
优选地，所述干涉仪为M—Z干涉仪。
优选地，所述干涉仪的波长范围介于1064nm到1550nm。
优选地，所述振动传感器为Sagnac型光纤振动传感器。
优选地，所述第一滤波器为Cheyshev带通滤波器,并且所述Cheyshev带通滤波器的型号为MAX274。
优选地，所述第二滤波器为光滤波器。
优选地，所述光放大器为E3X-NA11光电光纤感应开关传感器。
优选地，所述光放大器还连接有光耦合器。
优选地，所述光耦合器为至少4个光耦合器。
优选地，所述光电探测器为PIN—FET探测器。
采用上述方案，本实用新型有益效果是：
本实用新型通过设置干涉仪，能够有效地提高光纤分布式振动传感器的对外界振动信号探测灵敏度和空间定位精度，有效地降低了系统的误报率，提高光纤分布式振动传感器的抗干扰能力，进而具有较强的适用性。本实用新型通过第一滤波器、第二滤波器对外界杂散光进行双层过滤，更进一步地提高光纤分布式振动传感器的适用范围。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构图；
图2为本实用新型单个光纤传感的工作示意图；
图3为本实用新型多个光纤传感的工作示意图；
图4为本实用新型的Cheyshev带通滤波器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其中所述光纤分布式振动传感器包括光源、光纤接口、振动传感器、干涉仪、光放大器、第一滤波器、第二滤波器、光电探测器，数据采集卡、光耦合器和微处理器，其中所述光源产生光波，所述光纤接口传递所述光源发出的光，所述光纤接口的输出端与所述振动传感器的输入端连接，所述振动传感器的输出端与所述干涉仪的输入端连接，所述干涉仪的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端与所述数据采集卡的输入端连接，所述采集卡的输出端与所述微处理器的输入端连接。
进一步地，所述干涉仪为M-Z干涉仪，该M-Z干涉仪能够应用在感应外界扰动和应变，具有较高的敏感性。所述干涉仪的波长范围介于1064nm到1550nm。
进一步地，所述振动传感器为Sagnac型光纤振动传感器。在使用时，Sagnac型光纤振动传感器干涉环中的敏感光纤将外界的应力应变调制到光纤中传播光波的相位中，受到调制的光波与未受到扰动调制的光波发生干涉，干涉输出通过传导光纤传到光电探测器。
进一步地，所述第一滤波器为Cheyshev带通滤波器,并且所述Cheyshev带通滤波器的型号为MAX274。该Cheyshev带通滤波器,主要完成滤除光缆中的环境所引起的背景干扰，提取探测目标的振动信号。由于振动引起的信号频率较低，经过实验确定其信号的有效频率在2kHz-5kHz之间。在选择该滤波器时，其主要参数为：中心频率3 500H z，带宽为1.5kH z～10kH z，通带增益0dB，如图4所示。
进一步地，所述第二滤波器为光滤波器。
进一步地，所述光放大器为E3X-NA11光电光纤感应开关传感器。
进一步地，所述光放大器还连接有光耦合器。
进一步地，所述光耦合器为至少4个光耦合器。
进一步地，所述光电探测器为PIN—FET探测器。
如图2所示，本实用新型在工作时，通过光纤传感装置感测振动源的振动，通过光纤振动传感器的振动原理实现振动信息的感测，当振动作用在传感光纤时，由于弹光效应，光纤上的相应位置的折射率会发生变化，导致光波的相应位置被调制。通过光纤传输模块传递光纤传感装置感测到的振动信号，光电转换单元将接收的光信息转换为电信号，通过信息处理单元进行处理、计算分析，并且通过光纤接口传递接收到的信息，分布式光纤振动传感技术具有精度高、动态范围大、响应频带宽、隐蔽性好等优于传统振动传感器的鲜明特点。如图2所示的实施例中，分布式光纤振动传感器是在现有M-Z干涉原理的基础上提出的，参考图2所示，它使用三根等长的光纤A、B和C，其中A、B作为单个M-Z干涉仪的两个干涉臂，C作为传输光纤，从而形成两个对称的干涉仪。当外界振动信号作用于干涉臂A、B时，一组光向左经第二耦合器2(Coupler2)产生干涉后到达第一探测器(Detector1)，另一组光向右经第三耦合器3(Coupler3)产生干涉后经第四耦合器4(Coupler4)到达第二探测器2(Detector2)。在第一探测器1与第二探测器2处就会得到两个具有一定时间延迟的光强波动信号，检测光强的波动，就可以判断振动信号的类型。
如图3所示，在图3中的示例中，光源可以选择为激光光源，当激光光源输出的光波进入光纤耦合器1时，此时，光线可以通过两路行进，一路通过光纤耦合器2，另一路通过光纤耦合器3，分别从顺时针和逆时针方向通过M-Z干涉仪，然后再进入光电探测器，当传感光纤a和b发生扰动时，M-Z干涉仪中的传输中的光波相位会收到外界环境干扰因素的影响，光电探测器将接受到其输入的信号。外界出现信息干扰时，M-Z干涉仪两臂的光纤将都会收到影响，光纤受到应力的作用，将会使光纤的强度、折射率等发生变化，这种实施例能够对干扰因素定位，并具有较好的适应性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述光纤分布式振动传感器包括光源、光纤接口、振动传感器、干涉仪、光放大器、第一滤波器、第二滤波器、光电探测器，数据采集卡、光耦合器和微处理器，其中所述光源产生光波，所述光纤接口传递所述光源发出的光，所述光纤接口的输出端与所述振动传感器的输入端连接，所述振动传感器的输出端与所述干涉仪的输入端连接，所述干涉仪的输出端与所述光放大器的输入端连接，所述光放大器的输出端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端与所述数据采集卡的输入端连接，所述采集卡的输出端与所述微处理器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述干涉仪为M—Z干涉仪。
3.根据权利要求2所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述干涉仪的波长范围介于1064nm到1550nm。
4.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述振动传感器为Sagnac型光纤振动传感器。
5.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述第一滤波器为Cheyshev带通滤波器,并且所述Cheyshev带通滤波器的型号为MAX274。
6.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述第二滤波器为光滤波器。
7.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述光放大器为E3X-NA11光电光纤感应开关传感器。
8.根据权利要求7所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述光放大器还连接有光耦合器。
9.根据权利要求8所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述光耦合器为至少4个光耦合器。
10.根据权利要求1所述的一种适用性强的光纤分布式振动传感器，其特征在于：所述光电探测器为PIN—FET探测器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922500443.8U CN210953095U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种适用性强的光纤分布式振动传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922500443.8U CN210953095U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种适用性强的光纤分布式振动传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210953095U true CN210953095U (zh) | 2020-07-07 |
Family
ID=71382649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922500443.8U Active CN210953095U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种适用性强的光纤分布式振动传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210953095U (zh) |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201922500443.8U patent/CN210953095U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104236697B (zh) | 一种基于波分复用的分布式光纤振动检测方法及系统 | |
| CN101893476B (zh) | 一种带分布式放大的长距离光纤振动传感系统 | |
| CN106500823A (zh) | 基于细径多模光纤实现高灵敏度分布式声波传感的装置 | |
| CN104697558B (zh) | 光纤分布式多参量传感测量系统 | |
| CN106680535B (zh) | 基于光纤布喇格光栅反射谱特性实现激光拍频的差动型光学加速度计 | |
| CN106338549B (zh) | 一种多通道光纤环声发射检测系统及解调方法 | |
| CN110501062B (zh) | 一种分布式光纤声音传感及定位系统 | |
| US10145726B2 (en) | Fiber optic acoustic wave detection system | |
| CN107091950A (zh) | 基于光学传感原理集成了温度传感的反射式电流和磁场传感器 | |
| CN103542925A (zh) | 一种准分布式光纤振动传感装置 | |
| WO2018214271A1 (zh) | 长距离光缆物理安全监控系统 | |
| CN105806379B (zh) | 弱反射光纤布拉格光栅-珐泊腔传感器的解调系统 | |
| CN107421628A (zh) | 一种抗偏振衰落干涉型光纤水听器系统 | |
| CN101581586B (zh) | 一种抑制传感器死区的分布式光纤sagnac定位传感器 | |
| CN107230307A (zh) | 一种基于3×3耦合器方案的全光纤干涉型周界安防系统 | |
| CN102646308A (zh) | 基于单光纤和单光纤光栅光缆周界安防系统 | |
| CN210953095U (zh) | 一种适用性强的光纤分布式振动传感器 | |
| CN113589113A (zh) | 一种基于光纤法珀干涉仪的局部放电多频联合传感阵列 | |
| CN109282805A (zh) | 用有源光谱滤波降低光纤陀螺随机游走系数的装置和方法 | |
| CN103528666A (zh) | 基于Sagnac干涉的长距离光纤振动检测装置和方法 | |
| CN102692268B (zh) | 一种用于结构振动检测的分布式光纤振动传感器 | |
| CN201993214U (zh) | 一种用于结构振动检测的分布式光纤振动传感器 | |
| CN206161145U (zh) | 一种分布式光纤振动传感系统 | |
| CN209689741U (zh) | 一种分区式光纤测振系统 | |
| CN209689740U (zh) | 一种分布式光纤测振系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |