强度解调型光纤光栅加速度传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种强度解调型光纤光栅加速度传感器，包括质量块、弹性台、光纤光栅、光纤耦合器、宽带光源和光电探测器；质量块设置在弹性台的上表面上；光纤光栅设置在弹性台中且连接光纤耦合器；宽带光源和光电探测器均连接光纤耦合器。光纤光栅包括相连的第一光纤光栅和第二光纤光栅；第一光纤光栅设置在弹性台的中轴线上，第二光纤光栅穿过弹性台的侧壁连接光纤耦合器。本实用新型专利技术与解调功能基于一体，通过光电探测器探测的光强信号，制造成本低；本实用新型专利技术可以根据应用场合的要求，改变质量块的重量来实现灵敏度和量程的变化；本实用新型专利技术结构简单、解调成本低廉，可广泛应用与各个加速度探测领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤传感技术，具体地，涉及一种强度解调型光纤光栅加速度传感器。
技术介绍
光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展形成的一门崭新的传感技术。其中，光纤光栅是通过激光刻写方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性变化，是一种性能优异的光纤传感元件。由于光纤光栅具有尺寸小、耐腐蚀、抗电磁干扰、能埋入智能材料等优点，并且其反射波长对温度、应力/应变、折射率、浓度等外界环境的变化敏感，因此在光纤传感领域得到了广泛的应用目前，已报道的光纤光栅加速度传感器，主要原理是外界加速度导致传感器的弹性元件产生形变并导致光纤光栅波长发生变化，通过解调光纤光栅波长信息来实现加速度的测量。如，1996年，美国的Berkoff等人利用光纤光栅的压力效应设计了光纤光栅加速度传感器。传感器的传感结构主要由质量板、基板和复合材料组成，质量块的惯性力作用下，埋在复合材料中的光纤光栅受到横向力作用产生应变，从而导致光纤光栅的布拉格波长变化。此类光纤光栅传感器需要配备昂贵的光纤光栅解调设备，如光纤光栅解调仪、光谱仪等，从而限制了光纤光栅的应用领域。近年，低成本的光纤光栅加速度传感器及解调系统成为了国内外学者的研究热点。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种强度解调型光纤光栅加速度传感器。根据本技术提供的强度解调型光纤光栅加速度传感器，包括质量块、弹性台、光纤光栅、光纤耦合器、宽带光源和光电探测器；所述质量块设置在所述弹性台的上表面上；所述光纤光栅设置在所述弹性台中且连接所述光纤耦合器；所述宽带光源和所述光电探测器均连接所述光纤耦合器。优选地，所述光纤光栅包括相连的第一光纤光栅和第二光纤光栅；所述第一光纤光栅设置在所述弹性台的中轴线上，所述第二光纤光栅穿过所述弹性台的侧壁连接所述光纤耦合器。优选地，所述弹性台采用弹性圆台，所述弹性圆台采用聚合物材料制成。优选地，所述弹性台的上表面与所述质量块下表面的形状相同。优选地，所述质量块呈柱体。优选地，还包括多条固定筋，所述固定筋垂直连接所述第一光纤光栅，多条固定筋沿所述第一光纤光栅的轴向均匀分布。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：1、本技术与解调功能基于一体，通过光电探测器探测的光强信号，制造成本低；2、本技术可以根据应用场合的要求，改变质量块的重量来实现灵敏度和量程的变化；3、本技术结构简单、解调成本低廉，可广泛应用与各个加速度探测领域。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术的结构示意图。图中：1为质量块；2为弹性圆台；3为光纤光栅；4为光纤耦合器；5为宽带光源；6为光电探测器。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图1所示，在本实施例中，本技术提供的强度解调型光纤光栅加速度传感器，包括质量块1、弹性台、光纤光栅3、光纤耦合器4、宽带光源5和光电探测器6。所述质量块1设置在所述弹性台的上表面上，具体为所述质量块1粘接所述弹性台；所述光纤光栅3设置在所述弹性台中且连接所述光纤耦合器4；所述宽带光源5和所述光电探测器6均连接所述光纤耦合器4。具体为，光纤光栅3预埋在弹性圆台2的中轴线位置，光纤光栅3的尾纤从弹性平台2的侧面引出，并连接光纤耦合器4的相连，光纤耦合器4的另外一侧的两根光纤分别与宽带光源5和光电探测器6相连。所述光纤光栅3包括相连的第一光纤光栅和第二光纤光栅；所述第一光纤光栅设置在所述弹性台的中轴线上，所述第二光纤光栅穿过所述弹性台的侧壁连接所述光纤耦合器4。所述弹性台采用弹性圆台2，所述弹性圆台2采用弹性形变较好和形变重复性较好的聚合物材料制成。具体为，所述弹性圆台2选用合适的杨氏模量的复合材料，要求本技术在振动的过程中，弹性圆台2自身产生的形变要远小于质量块1给弹性圆台2造成的形变及可以忽略弹性圆台2在振动过程中自行产生的形变。所述弹性台的上表面与所述质量块1下表面的形状相同。所述质量块1呈柱体。并且根据本技术的灵敏度要求，可以增加质量块1的重量。本技术提供的强度解调型光纤光栅加速度传感器还包括多条固定筋，所述固定筋垂直连接所述第一光纤光栅，多条固定筋沿所述第一光纤光栅的轴向均匀分布。本技术提供的强度解调型光纤光栅加速度传感器的具体工作原理如下所示：当宽带光源5的光经过光纤耦合器4进入光纤光栅3，光纤光栅3会反射信号光，信号光经过光纤耦合器4进入光电探测器6。当传感器受外界加速度影响时，质量块1会给弹性平台2施加作用力，导致弹性平台沿中轴线产生一个渐变的应变场。由于光纤光栅3是预埋于弹性圆台2的中轴线位置，导致光纤光栅3产生啁啾现象，反射谱带宽ΔB发生变化，从而改变光纤光栅的反射光功率。通过光电探测器解调反射的光功率来实现光纤光栅加速度信号的探测。以上对本技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强度解调型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括质量块、弹性台、光纤光栅、光纤耦合器、宽带光源和光电探测器；所述质量块设置在所述弹性台的上表面上；所述光纤光栅设置在所述弹性台中且连接所述光纤耦合器；所述宽带光源和所述光电探测器均连接所述光纤耦合器。

【技术特征摘要】
1.一种强度解调型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括质量块、弹性台、
光纤光栅、光纤耦合器、宽带光源和光电探测器；
所述质量块设置在所述弹性台的上表面上；所述光纤光栅设置在所述弹性台中且连
接所述光纤耦合器；
所述宽带光源和所述光电探测器均连接所述光纤耦合器。
2.根据权利要求1所述的强度解调型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述
光纤光栅包括相连的第一光纤光栅和第二光纤光栅；
所述第一光纤光栅设置在所述弹性台的中轴线上，所述第二光纤光栅穿过所述弹性
台的侧壁连接所述光纤耦合器。
3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁智，王永安，施招扬，杨樟成，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，上海森珀光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33