专利名称：强度型长寿命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领域，尤其是涉及一种基于光信号强度变化的、具有较长使用寿命的光纤传感装置。
背景技术：
光纤传感装器由于相对传统传感器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。在强度型光纤传感装置中， 最常用的光源是半导体激光光源，虽然半导体激光光源相对于传统的气体激光器、固体激光器或染料激光器具有更长的使用寿命，号称可以连续使用10万小时，也就是约10年的时间，但在实际条件下由于温度、湿度、电流、震动以及其他环境的影响，实际使用时间会大幅度减小，特别是光时域反射计(简称0TDR)内的半导体激光光源使用时间会更少一些；另一方面，许多待监测的对象其设计使用寿命都很长，如重要的建筑物、桥梁、隧道等，其设计使用寿命在50年至100年，甚至更长，而传感用信号光纤通过采用碳涂覆光纤等特种光纤后， 其理论设计使用寿命可达200年，所以光纤传感仪器相对来说使用寿命就显得很不够了， 而频繁的更换测试仪器，特别是更换0TDR，则会导致测试精度的降低以及各项成本的大幅攀升，如何使光纤传感仪器寿命更长成为需要解决的问题。
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强度型长寿命光纤传感装置，利用现有的光源-光功率计和OTDR组合构成光纤传感装置的监测仪器，光源-光功率计作为常开设备连续监测，而OTDR则根据需要选择适当的频率开机监测，这样可以大大延长OTDR的使用寿命，而光源-光功率计一方面使用寿命较OTDR长，另外其成本很低、更换方便，这样就可以在保证监测任务的同时，延长了光纤传感装置的使用寿命，并减小了使用维护的成本。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是强度型长寿命光纤传感装置，包括光源7、光功率计2和OTDR 8以及传感单元5， 所述的光源7、光功率计2和OTDR 8与包含有信号光纤4 ；4-1,6的传感单元5连接，控制处理单元12与光源、光功率计和OTDR电连接。所述的光源7和OTDR 8通过光分路器9与信号光纤4连接，信号光纤4的另一端连接有光功率计2。所述的光源7和OTDR 8通过光开关10与信号光纤4连接，信号光纤4的另一端连接有光功率计2，光开关10与控制处理单元12电连接。所述的光源7、光功率计2和OTDR 8通过光分路器9与信号光纤4连接，在信号光纤的另一端安置有光反射器11。所述的光反射器11是光反射镜、经过镜面处理的信号光纤端面或光纤光栅。所述的传感单元5中夹持有两根信号光纤第一信号光纤4-1和第二信号光纤6，光源、光功率计2分别与第一信号光纤4-1的两端连接；OTDR 8与第二信号光纤6连接。所述的传感单元5中夹持有两根信号光纤，光源7、光功率计2通过光分路器9与第一信号光纤4-1连接，且在第一信号光纤4-1的另一端安置有光反射器11 ；OTDR 8与第二信号光纤6连接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、强度型长寿命光纤传感装置，通过安置光源-光功率计和OTDR两套监测装置， 不仅可以延长光纤传感装置的使用寿命，并可以利用OTDR测试仪进行分布式监测，扩展了该光纤传感装置的使用范围；2、强度型长寿命光纤传感装置中，光源-光功率计较OTDR消耗的电力更小，其组合更适于在野外无稳定供电情况下使用；3、强度型长寿命光纤传感装置，结构简单、精度高，光源-光功率计具有较长的使用寿命和较低的使用成本，从而提高了光纤传感装置的可靠性，两套测试仪器互为备份，更利于推广使用。综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、可靠性高、使用效果好，具有较长的使用寿命，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。图5为本实用新型第五具体实施方式
的示意图。附图标记说明1-延长光纤；2-光功率计；4-信号光纤；4-1-第一信号光纤；5-传感单元；6-第二信号光纤；7-光源；8-0TDR ；9-光分路器；10-光开关；11-光反射器；12-控制处理单元；
具体实施方式
实施例1如图1所示，本实用新型包括光源7、光功率计2和0TDR8以及传感单元5，特别是 所述的光源7、光功率计2和0TDR8与包含有第一信号光纤4的传感单元5通过延长光纤1 连接，控制处理单元12与光源7、光功率计2和0TDR8电连接。本实施例中，所述的光源7和0TDR8通过光分路器9与第一信号光纤4连接，第一信号光纤4的另一端连接有光功率计2。由于光源7、光功率计2具有成本低、精度高、寿命长的特点，所以可以长期连续开启，而OTDR具有分布式监测的特点，但其成本较高、使用寿命短，可以根据需要间断开启，从而使整个系统具有较好的精度和较高的可靠性。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7、光功率计2和0TDR8与光分路器9来连接，在第一信号光纤4的另一端安置有光反射器11。优选的，所述的光反射器 11是光反射镜、经过镜面处理的信号光纤端面或光纤光栅。则光源7中发出的光信号经过光分路器9进入第一信号光纤4的光信号在光反射器11又返回，并通过光分路器9进入光功率计2中，由于光信号两次经过第一信号光纤4，所以进一步增加了该光纤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，传感单元5中包含有两根信号光纤，光源7通过延长光纤1与第一信号光纤4连接，第一信号光纤4的另一端连接光功率计2，0TDR8与第二信号光纤6连接。由于光源7、光功率计2具有成本低、精度高、寿命长的特点，所以可以长期连续开启，而OTDR具有分布式监测的特点，但其成本较高、使用寿命短，可以根据需要间断开启， 从而使整个系统具有较好的精度和较高的可靠性。实施例4如图4所示，本实施例中，与实施例3不同的是光源7、光功率计2通过光分路器 9、延长光纤1与第一信号光纤4连接，在第一信号光纤4的另一端安置有光反射器11。优选的，所述的光反射器11是光反射镜、经过镜面处理的信号光纤端面或光纤光栅。则光源 7中发出的光信号经过光分路器9进入第一信号光纤4的光信号在光反射器11又返回，并通过光分路器9进入光功率计2中，由于光信号两次经过第一信号光纤4，所以进一步增加了该光纤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3相同。实施例5如图5所示，本实施例中，与实施例1不同的是光源7和0TDR8通过光开关10与第一信号光纤4连接，控制处理单元12控制光开关10使光源7发出的光信号进入第一信号光纤4，或使0TDR8与第一信号光纤4接通。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。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.强度型长寿命光纤传感装置，包括光源(7)、光功率计( 和OTDR(S)以及传感单元 (5)，其特征在于所述的光源(7)、光功率计(2)和OTDR(S)与包含有信号光纤(4 ；4-1,6) 的传感单元( 连接，控制处理单元(1 与光源、光功率计和OTDR(S)电连接。
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(7)和OTDR(S)通过光分路器(9)与信号光纤(4)连接，信号光纤的另一端连接有光功率计O)。
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(7)和OTDR(S)通过光开关(10)与信号光纤(4)连接，信号光纤的另一端连接有光功率计0)，光开关(10)与控制处理单元(12)电连接。
4.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光源(7)、光功率计(2) 和OTDR(S)通过光分路器(9)与信号光纤(4)连接，在信号光纤的另一端安置有光反射器(11)。
5.根据权利要求4所述的光纤传感装置，其特征在于所述的光反射器(11)是光反射镜、经过镜面处理的信号光纤端面或光纤光栅。
6.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的传感单元(5)中夹持有两根信号光纤第一信号光纤和第二信号光纤(6)，光源(7)、光功率计(2)分别与第一信号光纤的两端连接；OTDR(S)与第二信号光纤(6)连接。
7.根据权利要求1所述的光纤传感装置，其特征在于所述的传感单元(5)中夹持有两根信号光纤，光源(7)、光功率计( 通过光分路器(9)与第一信号光纤(4-1)连接，且在第一信号光纤的另一端安置有光反射器(11) ；OTDR(S)与第二信号光纤(6)连接。
专利摘要一种强度型长寿命光纤传感装置，装置包括光源、光功率计和OTDR以及传感单元，所述的光源、光功率计和OTDR与包含有信号光纤的传感单元连接，控制处理单元与光源、光功率计和OTDR电连接；在保证监测任务的同时，延长了光纤传感装置的使用寿命，并减小了维护的成本。
文档编号G01D21/00GK202304877SQ20112041390
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