[發明專利]一種微腔干涉流速壓差敏感結構及微腔干涉光纖流速流量傳感器

有效

• 申請號: 201310737286.7
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103697954A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 代志勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01P5/26
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

1.一種微腔干涉流速壓差敏感結構，其特征在于，包括傳輸光纖（1）、殼體（3）、設置在殼體內的光纖準直器（4）和光分束立方（5）；所述光分束立方（5）連接有并套設在殼體上的用于感知流體靜壓力的第一壓力敏感膜片（7）以及用于感知流體流速壓力的第二壓力敏感膜片（6）；所述光纖準直器（4）將傳輸光纖（1）中的光波信號準直并輸出到光分束立方（5）上，并將第一、第二壓力敏感膜片反射回來產生的干涉光波信號耦合進傳輸光纖（1）；所述光分束立方（5）將光纖準直器（4）輸出光分成兩束，并使第一、第二壓力敏感膜片的反射光產生干涉形成攜帶有流速壓差信息的干涉光波信號。

2.根據權利要求1所述的微腔干涉流速壓差敏感結構，其特征在于，所述殼體（3）內填充有用于穩固傳輸光纖（1）和/或光纖準直器（4）的封裝填充材料（2）。

3.根據權利要求1所述的微腔干涉流速壓差敏感結構，其特征在于，所述光纖準直器為自聚焦透鏡。

4.根據權利要求1—3任一所述的微腔干涉流速壓差敏感結構，其特征在于，所述第一、第二壓力敏感膜片由不銹鋼制成。

5.一種微腔干涉光纖流速流量傳感器，其特征在于，包括微腔干涉流速壓差敏感模塊、光纖鏈路模塊、光源模塊和光電探測處理模塊；

所述微腔干涉流速壓差敏感模塊包括傳輸光纖、殼體、設置在殼體內的光纖準直器和光分束立方；所述光分束立方連接有并套設在殼體上的用于感知流體靜壓力的第一壓力敏感膜片以及用于感知流體流速壓力的第二壓力敏感膜片；所述光纖準直器將傳輸光纖中的光波信號準直并輸出到光分束立方上，并將第一、第二壓力敏感膜片反射回來產生的干涉光波信號耦合進傳輸光纖；所述光分束立方將光纖準直器輸出光分成兩束，并使第一、第二壓力敏感膜片的反射光產生干涉形成攜帶有流速壓差信息的干涉光波信號；

所述光纖鏈路模塊包括光纖環行器，光纖環行器用于將光原模塊輸出的光波信號耦合進傳輸光纖，并將反射回來的干涉光波信號耦合輸出到光電探測處理模塊的光電探測器；

所述光電探測處理模塊包括光電探測器、與光電探測器電連接的信號放大器、與信號放大器電連接的A/D轉換器，所述光電探測器用于將干涉光波信號轉換為電信號，所述A/D轉換器用于對放大后的電信號進行采樣并實現模擬信號到數字信號的轉換，所述A/D轉換器與計算機連接。

6.根據權利要求5所述的微腔干涉光纖流速流量傳感器，其特征在于，所述光纖鏈路模塊還包括用于控制光源模塊輸出偏振態、消除偏振信號衰落的偏振控制器。

7.根據權利要求6所述的微腔干涉光纖流速流量傳感器，其特征在于，所述殼體內填充有用于穩固傳輸光纖和/或光纖準直器的封裝填充材料。

8.根據權利要求7所述的微腔干涉光纖流速流量傳感器，其特征在于，所述光纖準直器為自聚焦透鏡。

9.根據權利要求5—7任一所述的微腔干涉光纖流速流量傳感器，其特征在于，所述第一、第二壓力敏感膜片由不銹鋼制成。