专利名称：一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪。
背景技术：
重量在生产生活中是一个重要的基本物理参量。对重量的测量，在复合高分子材料制作、航空航天监测等众多重要领域有广泛的应用。目前，重量测量常用的是光纤光栅重力传感器。这种传感器具有灵敏度高、重量轻、体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀、本质安全等优点。但是在高温环境下(尤其是在400°C以上)，光纤光栅会被擦除，无法进行测量。传统的利用波长测量的光纤光栅传感器会产生温度信息对重量信息的干扰，并且系统测量需要进行波长扫描，反应时间长，测量速度慢，不能用于高速测量和实时监控，影响了此类器件的应用。在上述的研究中，现有技术无法解决称重仪的精确测量、快速测量、安全可靠的问题，从而降低重力传感器的实用价值。由于高双折射的光子晶体光纤(highly birefringent photonic crystal fiber, HiBi-PCF)只由一种物质构成，所以HiBi-PCF具有极高的温度稳定性。目前，基于高双折射光子晶体光纤的传感器已有较广泛的应用。但是对于基于高双折射光子晶体光纤光纤的称重仪还没有被人们注意到，开发研究较少。
发明内容本发明之目的本发明之目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪。为了实现上述本发明目的，拟采用以下技术本发明的特征在于一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪包括DFB激光器、 光功率计、3-dB耦合器、偏振控制器、HiBi-PCF、支架、悬臂梁、钢丝和托盘。3-dB耦合器一边的两个端口分别与DFB激光器以及光功率计光纤连接，3_dB耦合器另一边的两个端口分别与偏振控制器的一端以及HiBi-PCF的一端光纤连接，偏振控制器的另一端与HiBi-PCF的另一端光纤连接。3-dB耦合器、偏振控制器和HiBi-PCF构成 FLM。沿竖直方向，悬臂梁上端固定于支架，下端固定连接四根完全相同的钢丝；四根钢丝的下端均勻固定于托盘的边缘；HiBi-PCF竖直粘贴于悬臂梁上。本发明的最大特点采用高双折射光子晶体光纤的称重仪可对重量精确测量，安全可靠，解决了温度信息对称重的干扰。DFB激光器及光功率计的使用，取代了价格昂贵的宽带光源及光谱仪，大大降低了成本。本实用新型测量精度高、可靠性好、绝缘性好、抗电磁干扰、响应快、体积小、结构简单、成本低，使得称重仪的实用性大大增强。
[0011]附图示意了本实用新型的结构。1 =DFB激光器；2 光功率计；3 :3_dB耦合器；4 偏振控制器；5 =HiBi-PCF ；6 支架；7 悬臂梁；8 钢丝；9 托盘。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步描述。如附图所示，一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪，包括DFB激光器1、光功率计2、3-dB耦合器3、偏振控制器4、HiBi-PCF 5、支架6、悬臂梁7、钢丝8和托盘9。3-dB耦合器3 —边的两个端口分别与DFB激光器1以及光功率计2光纤连接，3_dB 耦合器3另一边的两个端口分别与偏振控制器4的一端以及HiBi-PCF5的一端光纤连接， 偏振控制器4的另一端与HiBi-PCF 5的另一端光纤连接。3-dB耦合器3、偏振控制器4和 HiBi-PCF 5构成FLM。沿竖直方向，悬臂梁7上端固定于支架6，下端固定连接四根完全相同的钢丝8。四根钢丝8的下端均勻固定于托盘9的边缘；HiBi-PCF 5竖直粘贴于悬臂梁 7上。本实用新型基于以下原理入射光为宽带光时，由3-dB耦合器3分为两个反向传输的光信号分别从HiBi-PCF 5两端入射，其中由偏振控制器4控制光信号的偏振态。两束光经过HiBi-PCF 5后产生相位延迟δ，当它们重新入射3-dB耦合器3时发生相干，在FLM 透射谱上表现为梳状滤波的特性。当有重量变化时，悬臂梁7就会受应力产生形变，这种轴向应力作用于HiBi-PCF 5传感头时，应力作用引起的弹光效应和HiBi-PCF 5的长度变化， 改变了两束光的相位延迟δ，从而引起FLM谐振波谷的移动。DFB激光器1产生的DFB激光为窄带光，当以DFB激光作为入射光时，FLM谐振波谷的移动可通过检测DFB激光波长的光强度变化来反映。最终得到重量的变化量，测得当前重量。
权利要求1. 一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪，其特征在于3_dB耦合器(3)的一端分别与DFB激光器⑴和光功率计(2)光纤连接，另一端分别与偏振控制器⑷和 HiBi-PCF(5)光纤连接；偏振控制器⑷与HiBi-PCF(5)光纤连接；沿竖直方向，悬臂梁(7) 上端固定于支架(6)，下端固定连接四根完全相同的钢丝(8)；四根钢丝(8)的下端均勻固定于托盘(9)的边缘；HiBi-PCF (5)竖直粘贴于悬臂梁(7)上。
专利摘要一种基于高双折射光子晶体光纤的称重仪，3-dB耦合器(3)的一端分别与DFB激光器(1)和光功率计(2)光纤连接，另一端分别与偏振控制器(4)和HiBi-PCF(5)光纤连接；偏振控制器(4)与HiBi-PCF(5)光纤连接。沿竖直方向，悬臂梁(7)上端固定于支架(6)，下端固定连接四根完全相同的钢丝(8)；四根钢丝(8)的下端均匀固定于托盘(9)的边缘。HiBi-PCF(5)竖直粘贴于悬臂梁(7)上。采用高双折射光子晶体光纤的称重仪可对重量精确测量，且解决了温度变化对称重的干扰。本实用新型测量精度高、可靠性好、响应快、结构简单、成本低，使得称重仪的实用性大大增强。
文档编号G01G3/12GK202133447SQ20112023115
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘星, 梁璇 申请人:刘星