一种分布式光纤EFPI传感器的制作方法

本实用新型涉及电气设备技术领域，尤其是涉及一种分布式光纤efpi传感器。

背景技术：

目前国内外工业设备对于超声波信号的监测有多种方法，其中光超声波法传感器具有体积小、损耗低、干扰小、绝缘性能出色和防燃防腐蚀的优点，因此具有广泛的应用前景。在光超声波法传感器中光纤efpi传感器可以对温度、应变、压力等缓变量进行测量，传统的光纤efpi超声波传感器圆形膜片式敏感结构，可以满足超声波的高频响应，但由于敏感膜片的厚度大，导致灵敏度低，最小可探测的超声波声压较高。

中国专利cn201620936766.5公开了一种高灵敏度的光纤efpi传感器，通过在纤芯的端面上增加反射膜从而提高传感器的反射率，厚度较小的反射膜可大幅度提高敏感结构的灵敏度，降低传感器的最小可探测声压，但是由于加工工艺和传感器装配的限制，导致其半径很大，无法满足超声波的高频响应，只能探测可闻声波段的声波。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的膜片式敏感结构不能同时满足高频响应和灵敏度的需求的缺陷而提供一种分布式光纤efpi传感器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种分布式光纤efpi传感器，包括分光器和多个感应探头，所述分光器连接至光源，每个感应探头均设有与所述感应探头连接的光纤环形器，所述光纤环形器均与分光器连接，所述光纤环形器连接至光电探测器阵列，所述通过数据采集器与处理终端连接。

所述分光器包括多个光路分支。

所述光路分支的数量大于或等于光纤环形器的数量。

所述光纤环形器仅与分光器的一个光路分支连接。

所述感应探头的数量为2个、3个或4个。

进一步地，每个感应探头之间的距离不同且位于不同平面。

进一步地，所述感应探头为光纤法珀腔探头。

所述光电探测器阵列与光纤环形器的连接点位于光纤环形器与感应探头之间。

进一步地，所述光电探测器阵列的数量为1个。

进一步地，所述数据采集器的数量为1个。

所述处理终端包括电脑和手机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型通过设置多个光纤法珀腔探头对声源进行定位，相比于传统的圆形膜片式敏感结构具有更高的敏感度，且满足高频响应的要求，提高了装置的适用性，同时根据不同维度的声源可以设置不同数量的探头，更具有灵活性。

2.本实用新型设置含有多个光路分支的分光器对光源进行分离，相比于传统的波分复用器，分光器能保证每个光线环形器受到的光照参数是相同的，有效减少了光纤环形器的测量误差，提高了装置的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的声源定位图；

图3为本实用新型实施例二的声源定位图；

图4为本实用新型实施例三的声源定位图。

附图标记：

1-光源；2-分光器；3-光纤环形器；4-感应探头；5-光电探测器阵列；6-数据采集器；7-处理终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种分布式光纤efpi传感器，对声源进行定位，包括分光器2和多个感应探头4，分光器2连接至光源1，每个感应探头4均设有与感应探头4连接的光纤环形器3，光纤环形器3均与分光器2连接，光纤环形器3连接至光电探测器阵列5，光电探测器阵列5通过数据采集器6与处理终端7连接。

分光器2包括多个光路分支。

光路分支的数量大于或等于光纤环形器3的数量。

光纤环形器3仅与分光器2的一个光路分支连接。

感应探头4的数量为2个、3个或4个。

每个感应探头4之间的距离不同且位于不同平面。

感应探头4为光纤法珀腔探头。

光电探测器阵列5与光纤环形器3的连接点位于光纤环形器3与感应探头4之间。

光电探测器阵列5的数量为1个，采用型号为dsc2-100s的光电探测器。

数据采集器6的数量为1个，采用型号为pl2344a的数据采集模块。

处理终端7包括电脑和手机，采用到达时间差定位法对感应探头4采集的声源数据进行处理。

实施例一

以脉冲放电枪作为放电源，对放电位置进行同一水平面内的定位，如图2所示，对于坐标为(10，10)的放电位置，感应探头4采集了12组坐标数据，误差在5mm以内。实施例一说明单个感应探头4的灵敏度很高，从而使得数据采集器6可以传输精确的坐标数据至处理终端7进行计算，最终得到误差在5mm以内的放电位置。

实施例二

脉冲放电枪沿着以(25，25)点为圆心，20厘米为半径画圆，感应探头4进行二维平面内的动态定位，如图3所示，处理终端7根据感应探头4采集的放电位置坐标数据整合出来的脉冲放电枪轨迹与真实轨迹的误差较小，说明单个感应探头4的灵敏度很高，其余同实施例一。

实施例三

放电位置的坐标为(15，20，20)，处理终端7整合12组放电位置坐标数据判断的放电位置如图4所示，定位误差约为±10mm，说明说明感应探头4能够同时满足高频响应和灵敏度的需求，其余同实施例一。

此外，需要说明的是，本说明书中描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所做的举例说明。凡依据本实用新型构思的构造、特征及原理所做的等小变化或者简单变化，均包括于本实用新型的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，包括分光器(2)和多个感应探头(4)，所述分光器(2)连接至光源(1)，每个感应探头(4)均设有与所述感应探头(4)连接的光纤环形器(3)，所述光纤环形器(3)均与分光器(2)连接，所述光纤环形器(3)连接至光电探测器阵列(5)，所述光电探测器阵列(5)通过数据采集器(6)与处理终端(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述分光器(2)包括多个光路分支。

3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述光路分支的数量大于或等于光纤环形器(3)的数量。

4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述光纤环形器(3)仅与分光器(2)的一个光路分支连接。

5.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述感应探头(4)的数量为2个、3个或4个。

6.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述感应探头(4)为光纤法珀腔探头。

7.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述光电探测器阵列(5)与光纤环形器(3)的连接点位于光纤环形器(3)与感应探头(4)之间。

8.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述光电探测器阵列(5)的数量为1个。

9.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述数据采集器(6)的数量为1个。

10.根据权利要求1所述的一种分布式光纤efpi传感器，其特征在于，所述处理终端(7)包括电脑和手机。

技术总结
本实用新型涉及一种分布式光纤EFPI传感器，包括分光器(2)和多个感应探头(4)，所述分光器(2)连接至光源(1)，每个感应探头(4)均设有与所述感应探头(4)连接的光纤环形器(3)，所述光纤环形器(3)均与分光器(2)连接，所述光纤环形器(3)连接至光电探测器阵列(5)，所述光电探测器阵列(5)通过数据采集器(6)与处理终端(7)连接。与现有技术相比，本实用新型具有灵敏度高、满足高频响应、准确性较高等优点。

技术研发人员：宋平;司文荣;傅晨钊;陆启宇;张琪祁;黄兴德;黄华;苏磊
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司;华东电力试验研究院有限公司
技术研发日：2020.05.06
技术公布日：2020.10.23