专利名称：一种具有大动态范围的光纤传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属光纤传感技术领域，具体涉及一种基于光信号强度变化的、大动态范围光纤传感装置。
背景技术：
光纤传感装器由于相对传统传感其具有诸多优点而成为当前国内外研究的热点之一，其中基于光信号强度变化的弯曲、微弯原理的传感装置相对于其他光纤传感器具有结构简单、光路封闭、成本低、易于构建分布式传感装置等优点。微弯光纤传感器虽已具有较大的测试动态范围，但在对滑坡、泥石流、地震、以及大型人工建筑物等大变形、长期的监测时，仍会遇到测试动态范围不足的问题，若能解决该问题，则一方面可以延长已敷设的微弯光纤传感装置使用寿命，又能大幅度降低成本。
发明内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种具有大动态范围的光纤传感装置，利用不同波长的光信号在微弯光纤中传输时的损耗大小不同，从而可以扩展微弯光纤传感装置的动态范围，即保持了微弯光纤传感装置高精度的特点，又不影响其低成本的优点，为该类光纤传感装置的推广使用提供了良好的基础。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种具有大动态范围的光纤传感装置，包括上齿板、下齿板和夹持在两个齿板间的信号光纤，和信号光纤连接的光源模块和光探测器，所述的光源模块至少包括两个光源， 且所述的每个光源所发出的、入射到信号光纤内的光信号的波长是不同的。所述的光源模块内安置有光分路器，所述光分路器的输入端和光源连接，输出端和信号光纤连接。所述的光源模块内安置有光开关，所述的光开关的输入端与各个光源连接，光开关的公共输出端与信号光纤连接。所述的信号光纤的一端安置有光反射装置。所述的光探测器和信号光纤间设置有光滤波器，所述的光滤波器的光波滤波范围至少覆盖了光源模块中一个光源所发出的光信号的波长。所述的光源模块内安置的是气体激光光源、固体激光光源、染料激光光源、半导体激光光源或它们的组合。不仅是微弯类型的光纤传感装置，只要是基于光信号强度的、与光信号波长相关的光纤传感装置，均可采用上述装置来达到增加测试动态范围的目的。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、具有大动态范围的光纤传感装置，通过安置两个或两个以上的、发出光信号波长不同的光纤，就可以大幅度的增加光纤传感装置的测试动态范围，提高了精度、延长了光纤传感装置的使用寿命；
3[0014]2、具有大动态范围的光纤传感装置，结构简单、精度高、使用寿命长，更利于推广使用；综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、灵敏度高、使用效果好，具有大动态范围的光纤传感装置，可以具有更大的潜力适应复杂的实际应用环境，使本发明的装置具有更好的精度、更长的使用寿命。下面通过附图和实施例，对实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型第一具体实施方式
的示意图。图2为本实用新型第二具体实施方式
的示意图。图3为本实用新型第三具体实施方式
的示意图。图4为本实用新型第四具体实施方式
的示意图。附图标记说明1-延长光纤；2-光探测模块；3-光源模块；4-下齿板；5-上齿板；6-信号光纤；7-第一光源；8-第二光源；9-第一光分路器；10-光滤波器；11-光反射器；12-控制处理单元；15-第二光分路器；20-光开关；
具体实施方式
实施例1如图1所示，本实用新型包括上齿板5、下齿板4和夹持在两个齿板间的信号光纤 6，和信号光纤6连接的光源模块3和光探测器2，特别是所述的光源模块3至少包括两个光源，且所述的每个光源所发出的、入射到信号光纤内6的光信号的波长是不同的，其中第一光源7输出的光信号波长大于第二光源8所发出的光信号的波长，第一光源7和第二光源8通过第一光分路器9、延长光纤1与信号光纤6连接，控制处理单元12与光源模块3和光探测器2电连接。不同波长的光信号在同一个有弯曲的信号光纤6中传输时，光信号的波长越长， 其弯曲损耗越大，利用这一特点，在微弯光纤传感装置中，可先将第一光源7输出的光信号耦合进入信号光纤6中，随着待测物理量的变化，光信号的损耗也在变化，当第一光源7输出的、耦合进入信号光纤6中的光信号由于弯曲损耗增大到一定程度而无法由光探测器2 监测时，将第二光源8输出的光信号耦合进入信号光纤6中继续由光探测器2监测，这样就扩大了该微弯光纤传感装置的动态范围，延长了该光纤传感装置的使用寿命。如第一光源采用波长1550nm的半导体激光光源，第二光源采用的是1310nm的半导体激光光源，光探测器模块采用的是可检测750-1700nm波长光信号的光电耦合器，就可以实现上述的扩大微弯光纤传感装置监测动态范围的目的。实施例2如图2所示，本实施例中，与实施例1不同的是光源模块3与光探测器2通过第二光分路器15、延长光纤1与信号光纤6连接，在信号光纤6的另一端安置有光反射器11。则光源模块3中发出的光信号经过第二光分路器15进入信号光纤6的光信号在光反射器 11又返回，并通过第二光分路器15进入光探测器2中，由于光信号2次经过信号光纤6，所以进一步增加了该微弯传感器的精度和灵敏度。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。实施例3如图3所示，本实施例中，包括上齿板5、下齿板4和夹持在两个齿板间的信号光纤 6，所述的信号光纤6与光源模块3和光探测器2连接，特别是所述的光源模块3至少包括两个光源，且所述的每个光源所发出的、入射到信号光纤内6的光信号的波长是不同的，其中第一光源7输出的光信号波长大于第二光源8所发出的光信号的波长，第一光源7和第二光源8通过第一光分路器9、延长光纤1与信号光纤6连接，控制处理单元12与光滤波器 10和光探测器2电连接。在光探测模块2前安置有光滤波器10，光滤波器10将光源模块3中的第二光源8 所发出的光信号滤除，而允许第一光源7所发出的光信号通过。将第一光源7输出的光信号耦合进入信号光纤6中，随着待测物理量的变化，光信号的损耗也在变化，当第一光源7输出的、耦合进入信号光纤6中的光信号由于弯曲损耗增大到一定程度而无法由光探测器2监测时，控制处理单元12控制光滤波器10允许第二光源8输出的光信号通过，并进入光探测器2中，这样就扩大了该微弯光纤传感装置的动态范围，延长了该光纤传感装置的使用寿命。如第一光源采用波长1550nm的半导体激光光源， 第二光源采用的是1310nm的半导体激光光源，光探测器模块采用的是可检测750-1700nm 波长光信号的光电耦合器，就可以实现上述的扩大微弯光纤传感装置监测动态范围的目的。实施例4如图6所示，本实施例中，与实施例1不同的是光源模块3内安置有光开关20，所述光开关20的输入端分别与光源7和光源8连接，光开关20公共输出端与信号光纤6连接。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。强度型光纤传感装置其检测过程中均与微弯光纤传感装置类似，其光信号强度的变化也均与光信号波长的长短有关，也可以采用本发明的方法来扩大其光纤传感装置的动态范围。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种具有大动态范围的光纤传感装置，包括上齿板、下齿板和夹持在两个齿板间的信号光纤，和信号光纤连接的光源模块和光探测器，其特征在于所述的光源模块至少包括两个光源，且所述的每个光源所发出的、入射到信号光纤内的光信号的波长是不同的。
2.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光源模块内安置有光分路器，所述光分路器的输入端和光源连接，输出端和信号光纤连接。
3.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光源模块内安置有光开关，所述的光开关的输入端与各个光源连接，光开关的公共输出端与信号光纤连接。
4.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的信号光纤的一端安置有光反射装置。
5.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光探测器和信号光纤间设置有光滤波器，所述的光滤波器的光波滤波范围至少覆盖了光源模块中一个光源所发出的光信号的波长。
6.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光源模块内安置的是气体激光光源、固体激光光源、染料激光光源、半导体激光光源或它们的组合。
专利摘要一种具有大动态范围的光纤传感装置，该装置包括上齿板、下齿板和夹持在两个齿板间的信号光纤，和信号光纤连接的光源模块和光探测器，光源模块至少包括两个光源，且每个光源所发出的、入射到信号光纤内的光信号的波长是不同的；利用不同波长的光信号在微弯光纤中传输时的损耗大小不同，从而可以扩展微弯光纤传感装置的动态范围。
文档编号G01D5/353GK202304853SQ20112041381
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司