[發明專利]一種超短基線高靈敏盤式位移傳感器及光纖應變儀

有效

• 申請號: 201210379453.0
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102914265A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 吳冰;楊軍;彭峰;苑勇貴;苑立波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是：包含盤式位移傳感器（1A）和盤式參考傳感器（1B）兩部分，光路構成為：光源（101）依次連接隔離器（102）和第1耦合器（103），第1耦合器（103）分別于第2耦合器（104A）和第3耦合器（104B）連接；第2耦合器（104A）分別連接第1測量光纖（105A）、第1相位調制器（106A）和第1探測器（110A），第1測量光纖（105A）連接第1法拉第旋鏡（108A），第1相位調制器（106A）依次連接第2測量光纖（107A）、第2法拉第旋鏡（109A）；第3耦合器（104B）分別連接第1參考光纖（105B）、第2相位調制器（106B）和第2探測器（110B），第1參考光纖（105B）連接第3法拉第旋鏡（108B），第2相位調制器（106B）依次連接第2參考光纖（107B）、第4法拉第旋鏡（109B）。

2.根據權利要求1所述的超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是結構構成為：第1測量光纖（105A）和第2測量光纖（107A）各自纏繞為中空盤式層狀結構的多層光纖環，第1測量光纖（105A）和第2測量光纖（107A）分別固化在第1位移轉換裝置（111A）的上下兩個表面上；第1參考光纖（105B）和第2參考光纖（107B）各自纏繞為中空盤式層狀結構的多層光纖環，第1參考光纖（105B）和第2參考光纖（107B）分別固化在第2位移轉換裝置（111B）的上下兩個表面上；第1位移轉換裝置（111A）和第2位移轉換裝置（111B）的材料和尺寸完全相同。

3.根據權利要求2所述的超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是：第1相位調制器（106A）與第2相位調制器（106B）完全相同，第1法拉第旋鏡（108A）與第2法拉第旋鏡（109A）完全相同，第3法拉第旋鏡（108B）與第4法拉第旋鏡（109B）完全相同。

4.根據權利要求3所述的超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是：第1測量光纖（105A）、第1法拉第旋鏡（108A）的光纖長度之和與第1相位調制器（106A）、第2測量光纖（107A）以及第2法拉第旋鏡（109A）的光纖長度之和完全相等。

5.根據權利要求4所述的超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是：第1參考光纖（105B）與第3法拉第旋鏡（108B）的光纖長度之和與第2相位調制器（106B）、第2參考光纖（107B）、第4法拉第旋鏡（109B）的光纖長度之和完全相等。

6.根據權利要求5所述的超短基線高靈敏盤式位移傳感器，其特征是：光纖位移傳感器（1A）和光纖參考傳感器（1B）的光路中光纖總長度完全相等。

7.一種基于權利要求1所述超短基線高靈敏盤式位移傳感器的光纖應變儀，其特征是：包括位移傳感器（1）、測量基線（4）、基線固定裝置（5）、懸吊系統（3）、測量控制和信號記錄與處理系統（6）、測量標定裝置（7），其特征是：所述位移傳感器（1）固定在第1基巖（21）上，位移傳感器（1）與測量基線（4）的首端（41）連接，測量基線（4）的另末端（42）安裝測量標定裝置（7）、并通過基線固定裝置（5）固定在第2基巖（22）上，懸掛系統（3）安裝在測量基線（4）中間，位移傳感器（1）通過第一第二信號連接線（6A、6B）與測量控制和信號記錄與處理系統（6）連接，測量標定裝置（7）通過第三信號連接線（71）與測量控制和信號記錄與處理系統（6）連接。

8.根據權利要求7所述的一種光纖應變儀，其特征是：所述測量標定裝置（7）由固定裝置（5）、壓電陶瓷位移發生器（701）、標定支撐座（702）組成，壓電陶瓷位移發生器（701）位于固定裝置（5）和標定支撐座（702）之間、并且與測量基線末端（42）緊密連接；測量標定裝置（7）共分為兩個工作狀態：標定狀態下，測量基線末端（42）的固定裝置（5）處于解鎖脫離狀態，標定支撐座（702）與壓電陶瓷位移發生器（701）右端緊密連接，使測量基線末端（42）與第2基巖（22）緊密連接；測量狀態下，測量基線末端（42）的固定裝置（5）處于鎖定狀態，使測量基線末端（42）與第2基巖（22）緊密連接，同時標定支撐座（702）與壓電陶瓷位移發生器（701）右端脫離。