[發(fā)明專利]集成化干涉型微位移光纖傳感器及其標定裝置和標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610103694.0
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105737741B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王馳;徐龍龍;孫建美;王寧;朱茜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發(fā)明公開了一種集成化干涉型微位移光纖傳感器及其標定裝置和標定方法，集成化干涉型微位移光纖傳感器包括光纖準直器、超小光纖鏡頭、光纖干涉儀模塊、指示激光器、寬帶激光器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機；集成化干涉型微位移光纖傳感器的標定裝置，包括目標反射鏡、固定平臺、帶螺紋的五維調(diào)整臺；集成化干涉型微位移光纖傳感器的標定方法，將超小光纖鏡頭的輸出端正對目標反射鏡，通過軸線移動帶螺紋的五維調(diào)整臺，得出輸出干涉強度的電壓與微位移的函數(shù)關(guān)系，即為集成化干涉型微位移光纖傳感器的標定函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明提供的集成化干涉型微位移光纖傳感器及標定方法，可用于微小位移量的高精度、快速測量和標定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成化干涉型微位移光纖傳感器及其標定裝置和標定方法，用于微小位移量的測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著測試儀器向集成化、高精度方向的發(fā)展，對于科研和生產(chǎn)過程中位移的精密檢測，尤其是微小位移內(nèi)窺式測量中的要求越來越高。光纖傳感器是伴隨著光纖及通信技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的。光纖傳感器利用光在光纖中傳播特性的變化來調(diào)制波導(dǎo)中的光波，使光纖中的光波參量隨被測量的變化而改變，從而求得被測信號的大小。可用于微小位移內(nèi)窺式測量中的集成化干涉型微位移光纖傳感器是微小位移內(nèi)窺式測量技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。然而，對于集成化的干涉型微位移光纖傳感器，目前市場上雖然存在單獨的光纖干涉儀模塊和傳感器標定裝置，但缺少商用或?qū)Ｓ玫幕诔」饫w鏡頭的集成化干涉型微位移光纖傳感器。

一個典型的集成化干涉型微位移光纖傳感器應(yīng)包括光纖干涉儀模塊、超小光纖鏡頭和標定裝置，目前，雖然有超小光纖鏡頭、專用光纖干涉儀模塊和傳感器標定裝置的研究，但缺少它們的組合使用，尤其缺少超小光纖鏡頭和光纖干涉儀模塊熔接集成的干涉型微位移光纖傳感器。本發(fā)明正是針對這一關(guān)鍵技術(shù)進行展開的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決目前尚無商用或?qū)Ｓ玫募苫缮嫘臀⑽灰乒饫w傳感器，提供一種集成化干涉型微位移光纖傳感器及其標定裝置和標定方法，是一種微小微位移內(nèi)窺式測量裝置及標定方法，可用于微深孔等狹小空間尺寸方面的微位移的快速、高精度檢測技術(shù)，而且操作容易、便捷。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種集成化干涉型微位移光纖傳感器，包括光纖準直器、超小光纖鏡頭、光纖干涉儀模塊、指示激光器、寬帶激光器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機，所述光纖準直器、超小光纖鏡頭、指示激光器、寬帶激光器分別通過光纖跳線連接光纖干涉儀模塊，所述光纖干涉儀模塊通過數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集卡和計算機。

所述光纖干涉儀模塊包括參考臂接口、信號臂接口、指示激光接口、寬帶激光接口、平衡探測器輸出接口、寬帶50/50熔融耦合器、WDM耦合器、環(huán)形器和平衡探測器；所述寬帶50/50熔融耦合器一端分別通過光纖跳線連接所述參考臂接口和所述信號臂接口；所述WDM耦合器一端通過光纖跳線連接所述寬帶50/50熔融耦合器，所述WDM耦合器另一端分別通過光纖跳線連接所述指示激光接口和所述平衡探測器；所述環(huán)形器一端通過光纖跳線連接所述寬帶50/50熔融耦合器，所述環(huán)形器另一端分別通過光纖跳線連接所述寬帶激光接口和所述平衡探測器；所述光纖準直器和所述超小光纖鏡頭分別通過光纖跳線連接所述參考臂接口和所述信號臂接口；所述指示激光器和所述寬帶激光器分別通過光纖跳線連接所述指示激光接口和所述寬帶激光接口；所述數(shù)據(jù)采集卡分別通過數(shù)據(jù)線連接所述平衡探測器輸出接口和所述計算機；所述光纖準直器輸出端鍍反射膜。

所述超小光纖鏡頭由多模光纖鏡頭、空芯光纖隔片和單模光纖依次熔接而成。

一種集成化干涉型微位移光纖傳感器的標定裝置，基于上述的集成化干涉型微位移光纖傳感器，包括目標反射鏡、固定平臺、帶螺紋的五維調(diào)整臺，所述目標反射鏡和所述帶螺紋的五維調(diào)整臺分別通過夾具垂直固定于所述固定平臺上；所述超小光纖鏡頭通過磁吸夾具固定于所述帶螺紋的五維調(diào)整臺上；所述超小光纖鏡頭的輸出端正對所述目標反射鏡。