[實用新型]具有采集和解調雙功能的線性響應光纖光柵溫度檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620027223.8
• 申請日: 2006-09-04
• 公開（公告）號: CN200962060Y
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 董蘇姍;郭轉運;孟凡勇
• 申請（專利權）人: 天津愛天光電子科技有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01D5/353;G02B6/42;G02B6/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮(zhèn)華

技術領域

本實用新型涉及一種傳感技術。特別是涉及一種僅用線性響應光纖光柵，即能實現傳感又能實現解調，大大降低了光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)的成本和復雜程度的具有采集和解調雙功能的線性響應光纖光柵溫度檢測裝置。

背景技術

光纖和光纖光柵傳感器是近幾年高速發(fā)展的新型傳感器，光纖和光纖光柵傳感器可集信息的傳感與傳輸于一體，與傳統(tǒng)的傳感器相比它具有很多優(yōu)勢：如防爆，抗電磁干擾，抗腐蝕，抗震動，耐高溫，體積小，重量輕，靈活方便，特別能在惡劣環(huán)境下使用。但由于光纖和光纖光柵傳感器的解調系統(tǒng)價格較貴，影響了它們的應用。

如電氣運行設備溫度在線監(jiān)測是電網安全運行的重要工作，由于氣候、環(huán)境潮濕和空氣中氧化作用，以及施工或檢修工藝缺陷，使環(huán)網開關柜設備接頭的接觸電阻逐漸變大，接頭表面發(fā)熱，造成接頭溫度增加的惡性循環(huán)。由于無法進行溫度監(jiān)測，最后導致運行設備火災或接地短路事故。這是配電管理目前急需解決的實際問題之一。

光纖傳感中線性響應光纖光柵，不僅可以用來制作傳感頭，同時也可以用作傳感信號的解調。目前市場上使用的線性響光纖光柵多是啁啾光柵。按現行技術，有兩種制作方法可以制作這種光柵，一是用帶幅度調制的啁啾模板曝光，即在通常的用橫向寫入法制作光纖光柵的系統(tǒng)中，用相應的啁啾模板代替布拉格光柵模板進行曝光制作。二是用雙掃描裝置進行函數控制曝光，即對光束位置，模板位置和光敏光纖位置這三個參數中的兩個，進行函數控制曝光來進行光柵的制作。用啁啾模板代替布拉格光柵模板需要購置特殊的啁啾模板，制作的線性響應光纖光柵的工作波長，啁啾速率都受到啁啾模板的限制，如果要想在某一個工作波段內制作任意波長，任意啁啾速率，響應斜率和帶寬的啁啾光柵，就必須需要許多不同指標的啁啾模板，線性響應光纖光柵才能制作出滿足需要的線性響應光纖光柵，啁啾模板的價格十分昂貴，這對工業(yè)化生產帶來極大困難。用雙掃描裝置進行函數控制曝光，即對光束位置，模板位置和光敏光纖位置這三個參數中的兩個，進行函數控制曝光來進行光柵的制作的方法，需要制作精密控制的雙掃描系統(tǒng)。

如中國專利02151734.7所公開的是采用振幅掩模板對入射平行紫外光進行振幅調制后利用相位模板對光敏光纖進行掃描曝光，它在紫外光照射振幅模板前，先用擴束裝置對紫外光進行擴束，擴束后的紫外光經過振幅掩模板進行振幅調制，再用聚光裝置壓縮紫外光光斑，然后通過相位掩模板對光敏光纖進行掃描曝光。

中國專利02159585.2所公開的是把垂直入射的平行紫外光用振幅光柵衍射，然后用石英玻璃匯聚衍射光，匯聚衍射光通過相位模板對光敏光纖進行曝光。

中國專利CN02146019.1所公開的是用計算機同時控制準分子脈沖激光器和固定著光闌的旋轉移動臺按事先設計的函數曲線帶動光闌轉動對光敏光纖曝光。

習知的技術存在的問題：一是制作光纖光柵的儀器設備、啁啾模板價格昂貴；二是需要嚴格的相應防震系統(tǒng)，以保證光柵制作過程中機械方位的穩(wěn)定性。除了成本造價外，以上所公開有技術還有一個共同的缺點：它們只能實現所需曝光函數的階梯數字模擬，模擬函數的連續(xù)性的優(yōu)劣會使光柵響應函數的產生有不同程度的誤差，三是復雜的附加條件給員工操作帶來困難，不利于工業(yè)化生產，四是光纖光柵解調系統(tǒng)的昂貴，不利于在價格較低的設備中安裝。

發(fā)明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種僅用線性響應光纖光柵，即能實現傳感又能實現解調，大大降低了光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)的成本和復雜程度的具有采集和解調雙功能的線性響應光纖光柵溫度檢測裝置。

本實用新型所采用的技術方案是：一種具有采集和解調雙功能的線性響應光纖光柵溫度檢測裝置，包括有激光器；與激光器相連接的光耦合器；光耦合器的一路輸出光通過光電二極管與放大器的串聯進入除法器，光耦合器的另一路輸出光連接光環(huán)行器的輸入端，光環(huán)行器的第一個輸出端與作為傳感頭的線性響應光纖光柵相聯，另一個輸出端通過光電二極管與放大器的串聯進入除法器。

所述的激光器的中心波長與線性響應光纖光柵的中心波長相同。

所述的線性響應光纖光柵是由紫外激光器、可調狹縫板、互相垂直的柱透鏡、相位模板、光敏光纖依次設置構成，其中，紫外激光器是139nm的氬離子激光器或248nm的準分子激光器中的一種。