一種單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及干涉式振動(dòng)傳感領(lǐng)域，尤其涉及一種單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)主要用于國(guó)防、電力、煤礦、石化等行業(yè)，其作用是對(duì)這些重要的場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)入侵檢測(cè)。它對(duì)保證重要區(qū)域的安全，保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全起著重要的作用。
[0003]現(xiàn)有的光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)是由激光器、耦合器、傳感光纖、反射終端、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成。其工作原理為:激光器輸出連續(xù)的激光信號(hào)，經(jīng)過(guò)耦合器后被親合器分成均等的兩路光信號(hào)，兩路光信號(hào)分別進(jìn)入兩根傳感光纖中，兩根傳感光纖的末端分別放置一個(gè)反射終端。兩路光信號(hào)在光纖被反射終端反射回來(lái)，在耦合器中形成干涉。再由光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，經(jīng)采集器采集和數(shù)據(jù)處理器處理后送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，最終得到傳感光纖中的振動(dòng)信號(hào)。
[0004]現(xiàn)有的光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)中，激光器、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理器被封裝在一個(gè)機(jī)箱中作為處理主機(jī)，該處理被放置在控制室內(nèi)。耦合器、傳感光纖、反射終端作為傳感單元敷設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)。主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)傳感單元之間通過(guò)兩根通信光纖連接。這種振動(dòng)傳感方式主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)傳感單元之間需要兩根通信光纖，且傳感單元末端需要兩個(gè)反射終端，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，現(xiàn)有的方法存在如下的缺陷和不足:
[0005]1、每路傳感單元需要兩根通信光纖與主機(jī)連接，傳感單元較多時(shí)就需要很多的通信光纖；
[0006]2、每路傳感單元需要兩個(gè)末端反射終端，傳感單元較多時(shí)就需要很多的反射終端;
[0007]3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化了干涉式光纖振動(dòng)傳感裝置的結(jié)構(gòu)，能夠降低了系統(tǒng)的總體成，并且使得系統(tǒng)實(shí)施更加簡(jiǎn)單。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置，包括主機(jī)、耦合器和振動(dòng)傳感光纖，所述的主機(jī)激光輸出端口連接耦合器輸入端端口，所述的耦合器的兩個(gè)輸出端口分別連接振動(dòng)傳感光纖的兩端。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于減少了主機(jī)和傳感光纖之間的通信光纖數(shù)量；優(yōu)化了傳感段的光纖結(jié)構(gòu)，去除了末端反射裝置；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總體成本降低。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0012]圖1為單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置包括主機(jī)、耦合器3、振動(dòng)傳感光纖4和計(jì)算機(jī)8，其中主機(jī)包括激光器1、環(huán)形器2、光電探測(cè)器5、數(shù)據(jù)采集器6、數(shù)據(jù)處理器7，下面對(duì)各個(gè)部件功能、結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0014]激光器1，采用ASE寬帶光源，輸出5mW的連續(xù)光信號(hào)，用于輸出用于干涉振動(dòng)傳感的連續(xù)激光信號(hào)；
[0015]環(huán)形器2，采用光纖環(huán)形器2，用于將激光器I輸出的光信號(hào)注入到傳感光纖中，并將傳感光纖中返回的振動(dòng)信號(hào)分離出來(lái)；
[0016]親合器3，為1x2光纖親合器3，用于將輸入的光信號(hào)分成兩路，兩路光的分光比為1:1，同時(shí)形成光纖干涉回路，使得兩路光信號(hào)在耦合器3中形成干涉；
[0017]振動(dòng)傳感光纖4，用于對(duì)外界振動(dòng)信號(hào)的傳感，可以選用康寧公司SM_28e+普通單模光纖；
[0018]光電探測(cè)器5，采用PIN高速光電探測(cè)器5，將傳感光纖中返回的光信號(hào)轉(zhuǎn)換電信號(hào);
[0019]數(shù)據(jù)采集器6，采用高速數(shù)據(jù)采集芯片，運(yùn)行速度為IMb/s ;
[0020]數(shù)據(jù)處理器7，采用高速FPGA處理芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感光纖中返回的光信號(hào)進(jìn)行分析和處理；
[0021]計(jì)算機(jī)8，采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)8，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和展示。
[0022]激光器I輸出光信號(hào)至環(huán)形器2的輸入端口，環(huán)形器2輸出端口作為主機(jī)的輸出端口用于連接耦合器3，光信號(hào)由耦合器3分成功率均等的兩路光信號(hào)，耦合器3的兩個(gè)輸出端口分別連接同一根振動(dòng)傳感光纖4的兩端，形成環(huán)形光纖振動(dòng)傳感回路。一路光由耦合器3的一個(gè)輸出端口輸出，在環(huán)形光纖振動(dòng)傳感環(huán)路中順時(shí)針傳輸，另一路光由親合器3的另一個(gè)輸出端口輸出，在環(huán)形光纖振動(dòng)傳感環(huán)路中逆時(shí)針傳輸。兩路光在環(huán)形光纖振動(dòng)傳感回路中相向傳輸，且傳輸路徑完全相同，在耦合器3處相匯形成干涉。干涉后的光信號(hào)由耦合器3的輸入端口反向傳輸，經(jīng)環(huán)形器2的返回端口輸入到光電探測(cè)器5中。光電探測(cè)器5將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)采集器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入處理器中進(jìn)行處理，得出傳感光纖中的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)。處理后的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口送入計(jì)算機(jī)8中進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。
[0023]本實(shí)用新型單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置采用光在光纖中傳輸時(shí)的雙向復(fù)用技術(shù)，改進(jìn)了光纖振動(dòng)傳感單元的結(jié)構(gòu)，去除了光纖振動(dòng)傳感單元的末端反射終端。同時(shí)，優(yōu)化了干涉式光纖振動(dòng)傳感裝置的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的總體成，并且使得系統(tǒng)實(shí)施更加簡(jiǎn)單。
[0024]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置，包括主機(jī)、耦合器和振動(dòng)傳感光纖，所述的主機(jī)激光輸出端口連接耦合器輸入端端口，其特征在于:所述的耦合器的兩個(gè)輸出端口分別連接振動(dòng)傳感光纖的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置，其特征在于:所述的主機(jī)包括激光器、環(huán)形器、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理器，所述的激光器輸出端口連接環(huán)形器的輸入端口，所述環(huán)形器的輸出端口作為主機(jī)激光輸出端口，所述環(huán)形器的返回端口與光電探測(cè)器的輸入端口連接，所述光電探測(cè)器的輸出端口與數(shù)據(jù)采集器的輸入端口連接，所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端口與數(shù)據(jù)處理器的輸入端口連接，所述數(shù)據(jù)處理器的輸出端口作為主機(jī)信號(hào)輸出端口與外部計(jì)算機(jī)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種單光纖輸出干涉式振動(dòng)傳感裝置，包括主機(jī)、耦合器和振動(dòng)傳感光纖，所述的主機(jī)激光輸出端口連接耦合器輸入端端口，所述的耦合器的兩個(gè)輸出端口分別連接振動(dòng)傳感光纖的兩端。該裝置采用光在光纖中傳輸時(shí)的雙向復(fù)用技術(shù)，改進(jìn)了光纖振動(dòng)傳感單元的結(jié)構(gòu)，去除了光纖振動(dòng)傳感單元的末端反射終端。同時(shí)，優(yōu)化了干涉式光纖振動(dòng)傳感裝置的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的總體成，并且使得系統(tǒng)實(shí)施更加簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G01H9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204556090
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520219600
【發(fā)明人】周正仙, 袁揚(yáng)勝, 余瑞蘭, 杜友武, 吳朝輝, 盛曉偉, 張開(kāi)拓, 劉沖沖, 周瑞
【申請(qǐng)人】安徽師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日