[發明專利]一種基于多芯光纖傳感器的復合探測裝置

有效

• 申請號: 202110007435.9
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112859237B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 劉天明;任亞輝;鄒宜成;陳建平;周傳煌
• 申請（專利權）人: 武漢華之洋科技有限公司
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G01D5/353
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 孫艷敏

本發明公開了一種基于多芯光纖傳感器的復合探測裝置，涉及傳感探測領域，包括光源模塊、光纖耦合模塊、傳感探測光纖模塊、成像光纖模塊、傳感解調模塊、光電轉換模塊、信號處理模塊和上位機；光源模塊產生寬帶光信號并傳輸至光纖耦合模塊；光纖耦合模塊將寬帶光信號耦合成兩束寬帶光信號并分別傳輸至傳感探測光纖模塊和成像光纖模塊，傳感探測光纖模塊探測待測對象的彎曲度、溫度、折射率和應力信息并通過傳感解調模塊發送至信號處理模塊；成像光纖模塊用于測量待測對象的圖像信息并通過光電轉換模塊發送至信號處理模塊，信號處理模塊將接受到的兩路電信號，進行信號處理后傳輸至上位機。本發明能夠對多個不同的參量進行同時檢測。

技術領域

本發明涉及傳感探測領域，具體涉及一種基于多芯光纖傳感器的復合探測裝置。

背景技術

申請號為201310710629.0的發明專利公開了一種多芯光纖、采用該多芯光纖的傳感裝置及其運行方法，其采用三個或以上纖芯的光纖，至少一根纖芯作為光信號纖芯，其它纖芯作為感測纖芯，光纖內測試纖芯和感測纖芯的長度不同，不同長度的纖芯在相同待測物理量的位置獲取不同光信號，經過比較得到探測結果，該光纖內部纖芯呈螺旋狀分布且長度不同，制作難度較大，且成本較高，該方法僅能對不同位置的同一參量進行測試，不能同時測試多個參量，測試范圍較小。

申請號為CN201310258720.3的發明專利公開了一種多芯光纖的分布式傳感方法，該方法采用了空分復用的方式實現多芯光纖的分布式傳感，但是，其未說明如何消除溫度、應變、壓力等環境參量對所述傳感光纖的交叉影響，或者如何同時對溫度、應變、壓力等環境參量進行探測。申請號為201310258720.3的發明專利公開了一種將多芯光纖錯位熔接的干涉儀制備方法，該方法采用空分復用的方法，在一根光纖上實現了多通道干涉儀的集成，但該方法未說明能夠探測哪些物理量，如何區分消除各物理量之間的影響，未具體說明利用多通道進行物理量探測的方法步驟，并且需要多芯耦合器將纖芯內的光信號引出，增加了干涉儀的成本與復雜度。

目前利用光纖進行傳感探測的方式主要有干涉型傳感器、光柵型傳感器、拉曼或布里淵散射的分布式傳感器等，短距離、小范圍的探測采用點陣式或準分布式的傳感器。然而，在實際應用過程中，諸如溫度、應力、彎曲度、折射率等參量同時作用于傳感器，需要傳感器對多個參量進行同時探測并且結果互不干擾。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于多芯光纖傳感器的復合探測裝置，能夠對多個不同的參量進行同時檢測，且互不干擾，實現復合探測。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于多芯光纖傳感器的復合探測裝置，包括光源模塊、光纖耦合模塊、傳感探測光纖模塊、成像光纖模塊、傳感解調模塊、光電轉換模塊、信號處理模塊和上位機；

所述光源模塊用于產生傳感探測光纖和成像光纖模塊所需的寬帶光信號并傳輸至光纖耦合模塊；

所述光纖耦合模塊用于將寬帶光信號耦合成兩束寬帶光信號：探測信號和成像信號，將探測信號傳輸至傳感探測光纖模塊，將成像信號傳輸至成像光纖模塊；

所述傳感探測光纖模塊包括探測光纖，其用于探測待測對象的彎曲度、溫度、折射率和應力信息并發送至傳感解調模塊，所述傳感解調模塊用于解調傳感探測光纖模塊發送的透射光信號并通過信號處理模塊發送至上位機；

所述成像光纖模塊包括成像光纖，所述成像光纖模塊用于測量待測對象的圖像信息發送至光電轉換模塊，所述光電轉換模塊用于將成像光纖模塊的光信號轉換為電信號，再發送至信號處理模塊；所述信號處理模塊將接受到的兩路電信號，進行信號處理后傳輸至上位機；