[實用新型]一種觸須式非金屬振動傳感光纜

有效

• 申請號: 201020114092.3
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN201594154U
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 周瑩;茍武侯;董翔
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01D5/353
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術領域

本實用新型涉及一種振動傳感光纜，尤其涉及一種觸須式非金屬振動傳感光纜，屬于傳感技術領域。

背景技術

在光纜中，當有外界擾動作用在光纜上時，將引起光纜中光纖長度和折射率等光學傳輸特性的變化，從而引起感應光線中傳輸光相位的變化。基于一種反饋環結構可以使得光纖中兩路光束形成顯著干涉，當有外界擾動作用在光纜上時，將引起光纜中光纖長度和折射率等光學傳輸特性的變化，從而引起光纖中傳輸的干涉光相位的變化，經由相位的改變，造成輸出光的強度改變，進而得知待測物理場的變化。通過公式推導可得，傳輸光相位的變化與光纖內部的軸向應變成正比，即與外加力學量成正比，從而建立起光學量與力學量的聯系，這就是光纖應變傳感器的基礎。

目前，無論是傳輸光纜還是傳感光纜，外層保護套通常采用圓形結構，單位長度的表面積小。對于感應應力、壓強引起的振動的傳感光纜，可檢測范圍有限。因此一般需要綁扎或者敷設于傳感器件(鐵絲網、木板等)上，通過這些傳感器件來增加感應面積，擴大檢測范圍。對于吸能即對振動不敏感的傳感器件，傳感光纜的檢測靈敏度會很低。因此，傳感光纖應的檢測范圍和靈敏度受到安裝環境的影響，應用起來十分不便。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種觸須式非金屬振動傳感光纜，通過觸須狀外層保護套增加了傳感光纜單位長度的表面積，擴大了檢測范圍，提高了檢測靈敏度。

本實用新型的技術解決方案是：一種觸須式非金屬振動傳感光纜，包括觸須式外層保護套、兩根單模光纖和一束增強芳綸纖維，增強芳綸纖維介于兩根單模光纖之間，兩根單模光纖由觸須式外層保護套進行保護，所述的觸須式外層保護套的橫截面為菱形，沿觸須式外層保護套的徑向、在菱形最長對角線的兩個頂點位置每隔固定間距對稱開有半圓形的凹槽。

所述相鄰半圓形凹槽之間的中心間距為10-20mm，每個半圓形凹槽的半徑為3-8mm。

所述觸須式外層保護套橫截面的最長對角線與相鄰邊長的夾角為15°-30°。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：為了克服圓形外層保護套的傳感光纜易受環境影響的缺點，本實用新型設計了一種對應力、壓強引起的振動敏感的非金屬振動光纜，利用兩根單模光纖、增強芳綸纖維和觸須狀外層保護套構成一種具有較大接觸面積的振動光纜，此種結構可以通過觸須狀外層保護套來增加傳感光纜單位長度的表面積，并且可以不借助于傳感器件，直接作為檢測器件使用，有效地增強了適用性，擴大了檢測范圍，提高了檢測靈敏度。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理圖；

圖2為本實用新型的截面視圖；

圖3為本實用新型觸須狀外層保護套的外形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明：

本實用新型采用干涉式光纖傳感技術設計而成，利用光纖受到所檢測物理場感應，如溫度、壓力或振動等，使導光相位產生延遲，經由相位的改變，造成輸出光的強度改變，進而得知待測物理場的變化。如圖1所示，入射光源是超輻射發光二極管(SLD)光源，3×3耦合器(品字形排列)，反饋回路是一段延時為T光纖延時線，D是擾動源(擾動信號的位置，可為光纜上的任意位置)，反射端是鏡面反射端(可采用法拉第旋轉鏡或者在光纖端頭鍍反射膜的方法，反射率約75％)，PIN是光電二極管，信號處理系統是包含數據采集卡、計算機、數據處理程序在內的整套系統。只有形成干涉的光才能夠攜帶擾動點D的相位信息，根據3×3耦合器分光比為1∶1∶1的特點，確定光路路徑如表1所示：

表1光路路徑表

由表1和圖1可見，入射光經過反射被光電二極管接收，最強的一路光路為b-e-f-e-c，但是沒有與其光程相近的另一路光，所以，這一路光的作用只是增大直流部分的光強，并不會影響最后的結果。而同為3次經過耦合器，因而，光振幅相同、且光程相近的b-d-a-e-f-c和b-e-f-e-a-d-c兩路光線，后者比前者在受到擾動的時間上延時了T，二者可形成干涉，并且，其相干光攜帶了D的擾動信息；其他光路的光線都需要3次以上經過耦合器，雖然存在可以相互干涉的成對的光，但是，其強度太小，因此，可以忽略不計。