光纤传感系统技术方案

提供一种高精度光纤传感系统，能够防止因光源的出射功率、光纤的插入损耗、受光器的灵敏度或放大器等的变动、另外因光纤弯曲导致的光能的损失（弯曲损失）、因光纤之间连接的连接器导致的光能的损耗（连接器损耗）、平台（ｐｌａｔｆｏｒｍ）所具备的电路系统的增益变动等的影响等的测定对象的物理量以外的干扰的影响，即，防止这些测定对象的物理量以外的干扰影响。在与用于输出物理计测光的光源相连接的光纤上设置反射传感器，将来自该反射传感器的反射光分离为两束光。并且，基于上述两束光的强度比来检测与测定对象的物理量相关的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用光纤对测定对象的物理量进行测定的光纤传感系统。
技术介绍
近年来，提出了将光纤用作检测例如地基变动、建筑物应变、变形等的传感器的方 法，其代表之一，可以举出FBG(Fiber Bragg Grating 光纤布拉格光栅)法。在该FBG法中，对光纤的特定的芯部照射紫外激光，在光纤长度方向生成周期性 的折射率调制，只反射与周期一致的特定的波长的光，而使其他波长的光透过。如果对该被照射了紫外激光的部分从外部施加压力或改变其周围的温度，则其折 射率发生变化，该部分所反射的光的波长发生漂移(shift)。通过测定该返回光的波长的漂 移变化，来检测上述地基变动、液体温度、建筑物的位移、应变等。例如，专利文献1中公开了这样的技术，利用FBG高精度确定针对复合素材的冲击 的有无、位置、大小。另外，专利文献2公开了这样的技术，利用FBG对测定对象的变形进行 测定。专利文献1 JP特开2008-139171号公报。专利文献2 JP特开2004-309218号公报。
技术实现思路
然而，会存在这样的情况因光源的出射功率、光纤的插入损耗、受光器的灵敏度 或放大器等的变动、另外因光纤弯曲导致的光能的损失(弯曲损失)、因光纤之间连接的连 接器导致的光能的损耗(连接器损耗)、平台(platform)所具备的电路系统的增益变动等 的影响等的测定对象的物理量以外的干扰的影响。上述这些情况对测定对象的物理量的测 定产生影响而导致无法高精度测定情况，期望提供防止这些干扰影响而能够高精度测定的 光纤传感系统。本专利技术是鉴于上述课题而做成的，提供一种光纤传感系统，能够通过防止上述测 定对象的物理量以外的干扰影响从而进行高精度测定。通过以下方法来解決上述课题。第一技术方案的专利技术提供一种光纤传感系统，其特征在于，包括光分支单元，与 用于输出物理计测光的光源相连接；第一光纤，与上述光分支单元相连接；至少一个反射 传感器，与上述第一光纤的末端相连接，使根据测定对象的物理量变化来对物理计测光进 行调制得到的反射光谱返回至上述光纤；光分离单元，与上述光分支单元的支线相连接，将 来自上述反射传感器的返回光分离为强度根据该反射光谱的变化而互补变化的两束光；第 二光线、第三光纤，分别为来自上述光分离单元的两束光各自的光路；模拟光纤，与上述第 二光纤相连接，对被上述光分离单元分离的一束光赋予规定时间差即规定光程差；光耦合 器，使上述第三光纤的末端与上述模拟光纤的末端相结合；受光单元，接收来自上述光耦合 器的光；检测单元，基于上述两束光的强度比，计算上述测定对象的物理变化量。5第二技术方案的专利技术是在第一技术方案的光纤传感系统上，上述光分离单元由波 长倾斜滤光器与循环器构成。第三技术方案的专利技术是在第一技术方案的光纤传感系统上，上述光分离单元由波 长倾斜滤光器构成。第四技术方案的专利技术是在第一 三技术方案中任意一个光纤传感系统上，还具有 将上述光分离单元的周边温度保持为恒定的温度保持单元。第五技术方案的专利技术提供一种光纤传感系统，其特征在于，具有光纤，其与用于 输出物理计测光的光源相连接；反射传感器单元，其包括光分离单元、模拟光纤，上述光分 离单元与从光耦合器分支出的两条支线中的一条支线相连接，将物理计测光分离为强度根 据测定对象的物理量变化来互补变化的两束光，使这被分离的两束光中的一束光返回至上 述光耦合器，上述光耦合器连接在上述光纤的末端，上述模拟光纤与上述光分离单元相连 接，对被上述光分离单元分离的两束光中的另一束光赋予规定时间差即规定光程差，而且， 上述光耦合器的另一条支线与上述模拟光纤的另一端相连接，使被分离的另一束光经由上 述模拟光纤而返回至上述光耦合器；光分支单元，其与上述光纤的光源侧端部相连接；受 光单元，其与上述光分支单元的端部相连接，接收被分离的两束光；检测单元，其基于受光 单元接收到的两束光的强度比，计算上述测定对象的物理变化量。第六技术方案的专利技术是在第五技术方案的光纤传感系统上，上述光分离单元，由 配置为不与上述平行光平行的反射板和透过板构成，根据测定对象的物理量而使反射板 和透过板中的至少一个板发生位移，从而使反射光和透过光中的至少一束光的强度发生变 化。第七技术方案的专利技术是在第一 六技术方案中任意一个光纤传感系统上，上述光 纤从光干线经由光分支器而分支出光分支路，在该光分支路上设置有上述反射传感器。第八技术方案的专利技术是在第一 六技术方案中任意一个光纤传感系统上，上述光 纤从光干线经由光分光器而分支出多条光分支路，在各光分支路上设置有上述反射传感ο第九技术方案的专利技术是在第一 八技术方案中任意一个光纤传感系统上，还具 有PN码(pseudorandom noise code 伪随机噪声码)生成器，其生成伪随机信号；调制单 元，其基于由上述PN码生成器生成的伪随机信号，对上述物理计测光进行调制；变换单元， 其将由上述受光单元接收的两束光变换为电信号；相关单元，其利用所变换的电信号和来 自上述PN码生成器的伪随机信号进行相关运算，从而计算两束光的强度。第十技术方案提供一种光纤传感系统，其特征在于，包括光分支单元，与用于输 出物理计测光的光源相连接；光纤，与上述光分支单元相连接；至少一个反射传感器，与上 述光纤的末端相连接，使根据测定对象的物理量变化来对物理计测光进行调制得到的反射 光谱返回至上述光纤；光耦合器，与上述光分支单元的支线相连接；巡回光路，包括光分离 单元、模拟光纤，上述光分离单元与从上述光耦合器分支出的两条支线中的一条支线相连 接，将来自上述反射传感器的返回光分离为两束光，这两束光的透过等级和反射等级根据 该返回光的反射光谱的变化来互补变化，并使这被分离的两束光中的一束光返回至上述光 耦合器，上述模拟光纤与上述光分离单元相连接，对被上述光分离单元分离的两束光中的 一束光赋予规定时间差即规定光程差，而且，该模拟光纤的另一端与上述光耦合器的另一条支线相连接，使从上述光耦合器分支的一条支线入射并被上述光分离单元分离的另一束 光，经由另一条支线返回至上述光耦合器；受光单元，从上述光耦合器接收被上述光分离单 元分离的具有时间差的两束光和在上述巡回光路中巡回过的光；检测单元，基于来自上述 受光单元的三束光的强度比，计算上述测定对象的物理变化量。第十一技术方案提供一种光纤传感系统，其特征在于，包括光纤，其与用于输出 物理计测光的光源相连接；反射传感器单元，其包括巡回光路，上述巡回光路包括光分离单 元、模拟光纤，上述光分离单元与从上述光耦合器分支出的两条支线中的一条支线相连接， 将来自上述反射传感器的返回光分离为两束光，这两束光的透过等级和反射等级根据该返 回光的反射光谱的变化来互补变化，并使这被分离的两束光中的一束光返回至上述光耦合 器，上述模拟光纤与上述光分离单元相连接，对被上述光分离单元分离的两束光中的一束 光赋予规定时间差即规定光程差，而且，该模拟光纤的另一端与上述光耦合器的另一条支 线相连接，使从上述光耦合器分支的一条支线入射并被上述光分离单元分离的另一束光， 经由另一条支线返回至上述光耦合器；光分支单元，其与上述光纤的光源侧端部相连接，受 光单元，其与上述光分支单元相连接，接收被上述光分离单元分离的具有时间差的两束光 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光纤传感系统，其特征在于，包括：光分支单元，与用于输出物理计测光的光源相连接，第一光纤，与上述光分支单元相连接，至少一个反射传感器，与上述第一光纤的末端相连接，使根据测定对象的物理量变化来对物理计测光进行调制得到的反射光谱返回至上述光纤，光分离单元，与上述光分支单元的支线相连接，将来自上述反射传感器的返回光分离为强度根据该反射光谱的变化而互补变化的两束光，第二光线、第三光纤，分别为来自上述光分离单元的两束光各自的光路，模拟光纤，与上述第二光纤相连接，对被上述光分离单元分离的一束光赋予规定时间差即规定光程差，光耦合器，使上述第三光纤的末端与上述模拟光纤的末端相结合，受光单元，接收来自上述光耦合器的光，检测单元，基于上述两束光的强度比，计算上述测定对象的物理变化量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斧田诚一，
申请(专利权)人：株式会社渡边制作所，
类型：发明
国别省市：JP