[發(fā)明專利]一種斜角端面光纖振動(dòng)傳感器及其測(cè)量振動(dòng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910620810.X
• 申請(qǐng)日: 2019-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN110207806B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭鵬;龐拂飛;沈詩;邵宇鷹;劉奐奐;王廷云;羅瀟;張琪祁;陳真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司;上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

1.一種斜角端面光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于，包含：窄線寬激光器、單模光纖、傳感元件、采集處理模塊；

所述窄線寬激光器，用于輸出連續(xù)光；

單模光纖第一端連接窄線寬激光器；單模光纖第二端端面為斜角端面；該斜角端面的斜角為6度～10度；

所述傳感元件為圓柱體，且在圓柱體側(cè)面開設(shè)U形槽口；所述槽口的軸向長(zhǎng)度小于圓柱體的長(zhǎng)度；槽口的深度為傳感元件直徑的20％～80％；U形槽口的軸向長(zhǎng)度大于槽口深度；單模光纖第二端穿設(shè)槽口第一端端面位于所述槽口內(nèi)；單模光纖第二端端面與槽口第二端端面保持一個(gè)距離，單模光纖第二端端面與槽口第二端端面之間形成法-珀腔，所述距離為法-珀腔腔長(zhǎng)；所述連續(xù)光經(jīng)單模光纖傳輸至所述法-珀腔，經(jīng)槽口第二端端面反射形成反射光；

所述傳感元件為樹脂材質(zhì)，通過3D打印制作而成；

所述采集處理模塊連接單模光纖第一端，接收單模光纖傳輸?shù)乃龇瓷涔猓⒏鶕?jù)接收的光強(qiáng)變化獲得振動(dòng)強(qiáng)度。

2.如權(quán)利要求1所述的斜角端面光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于，還包含光纖環(huán)形器；光纖環(huán)形器第一端連接窄線寬激光器，光纖環(huán)形器第二端連接單模光纖第一端；光纖環(huán)形器第三端連接采集處理模塊；所述連續(xù)光經(jīng)過光纖環(huán)形器第二端出射至單模光纖第一端；所述反射光經(jīng)光纖環(huán)形器第三端出射至采集處理模塊。

3.如權(quán)利要求2所述的斜角端面光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述采集處理模塊包含光電探測(cè)器和數(shù)據(jù)處理單元；所述光電探測(cè)器連接設(shè)置在光纖環(huán)形器第三端和數(shù)據(jù)處理單元之間，光電探測(cè)器接收所述反射光并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元通過解調(diào)所述反射光，獲得振動(dòng)強(qiáng)度。

4.一種測(cè)量振動(dòng)的方法，采用如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3任一所述的斜角端面光纖振動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，包含步驟：

S1、窄線寬激光器發(fā)送連續(xù)光入射至光線環(huán)形器輸入端，經(jīng)光纖環(huán)形器第二端出射至單模光纖，并由單模光纖傳輸至所述法-珀腔；

S2、傳感元件U形槽口的第二端端面反射所述入射光并產(chǎn)生反射光，所述反射光經(jīng)單模光纖傳輸至光纖環(huán)形器第二端，并自光纖環(huán)形器第三端出射至采集處理模塊；

S2、外界的振動(dòng)引發(fā)傳感元件振動(dòng)，通過所述槽口減小了傳感元件的抗彎剛度，使傳感元件沿垂直于單模光纖第二端的方向產(chǎn)生微彎，從而引起法-珀腔長(zhǎng)變化，造成反射光光強(qiáng)改變；

S3、采集處理模塊接收并解調(diào)所述反射光，根據(jù)反射光強(qiáng)的變化獲得振動(dòng)強(qiáng)度。