[發(fā)明專利]一種基于法布里珀羅的光纖傳感器及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010512079.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111664880A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡建羨;張良鑫;洪利;吳燕雄;高志濤;邱中超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 防災(zāi)科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G01D5/353
• 分類號(hào): G01D5/353
• 代理公司: 南通鼎點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32442
• 代理人: 胡建鋒

1.一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，由第一單模光纖(1)與第二單模光纖(5)耦合構(gòu)成，第一單模光纖(1)的耦合端面和第二單模光纖(5)的耦合端面分別從套管(8)的兩端插入套管(8)內(nèi)，所述第一單模光纖(1)的耦合端面和第二單模光纖(5)的耦合端面上均鍍?cè)O(shè)高反射膜形成高反射面，分別為第一高反射面(4)和第二高反射面(7)，所述第一高反射面(4)與第二高反射面(7)之間設(shè)有諧振腔(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述第一單模光纖(1)的耦合端面和第二單模光纖(5)的耦合端面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述第一單模光纖(1)包括第一單模光纖纖芯(2)和包裹于所述第一單模光纖纖芯(2)外圍的第一單模光纖纖芯包層,所述第二單模光纖(5)包括第二單模光纖纖芯(6)和包裹于所述第二單模光纖纖芯外圍的第二單模光纖纖芯包層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述第一高反射面向著第二高反射面的方向上的諧振腔(3)的厚度為18-22μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述諧振腔(3)采用干凈、無雜質(zhì)的腔體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述諧振腔(3)采用真空腔體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器，其特征在于，所述基于法布里珀羅的光纖傳感器的輸出信號(hào)采用相位解調(diào)器進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，其中相位解調(diào)器采用的是交叉相關(guān)解調(diào)算法。

8.應(yīng)用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的一種基于法布里珀羅的光纖傳感器的頻分復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，包括基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)、耦合器(12)、光電轉(zhuǎn)換器(13)以及相位解調(diào)器(14)，基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)通過耦合器(12)與光電轉(zhuǎn)換器(13)連接，光電轉(zhuǎn)換器(13)與相位解調(diào)器(14)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8中敘述的頻分復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述相位解調(diào)器(14)上設(shè)有報(bào)警裝置。

10.權(quán)利要求8或9中敘述的頻分復(fù)用系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、選用多個(gè)基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)，并將所選用的基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)上設(shè)有第二單模光纖(5)的一側(cè)安裝貼合于監(jiān)測(cè)對(duì)象上；

步驟2、調(diào)試確認(rèn)，將安裝好的基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)與光源和光譜儀進(jìn)行線路連接，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試確保基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)成功安裝至建筑物上；

步驟3、構(gòu)建頻分復(fù)用系統(tǒng)，將安裝成功的基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)通過耦合器(12)和光電轉(zhuǎn)換器(13)與相位解調(diào)器(14)連接；

步驟4、生成光信號(hào)，光信號(hào)由第一單模光纖(1)通過，經(jīng)過真空諧振腔(3)，進(jìn)入第二單模光纖(5)中，在遇到高反射面后反射回去，當(dāng)受到外界干擾信號(hào)時(shí)，第二高反射面(7)隨之發(fā)生變形，反射回去的光信號(hào)也隨之?dāng)y帶變形信號(hào)；

步驟5、計(jì)算外界干擾信號(hào)的強(qiáng)度，攜帶變形信號(hào)的光信號(hào)經(jīng)過耦合器和光電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)后，進(jìn)入相位解調(diào)器(14)；采取相位解調(diào)中交叉相關(guān)解調(diào)算法得到輸出光強(qiáng)，將檢測(cè)基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)干涉相位的變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的解調(diào)，進(jìn)而能計(jì)算出基于法布里珀羅的光纖傳感器(11)所受的應(yīng)力，應(yīng)力超過閾值時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，控制報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。