The invention discloses an optical Fabri Perot cavity pressure sensing system, the system of the FP cavity and the magnetic fluid and the magnetostrictive dielectric composite structure includes two single-mode fiber end surface relative, filling magnetic fluid between two optical fibers, the fiber is fixed at one side of the cross section of the magnetostrictive medium. A device for converting a gas pressure to a magnetic field includes a gas pipe and a diaphragm fixed at the end of the catheter and a permanent magnet fixed on the diaphragm by the support. The transmitting end of the broadband light source is connected with the input end of the isolator, and the output end of the isolator is connected with an input end of the attenuator, and a polarization controller is arranged on the optical fiber between the output end of the attenuator and the input end of the coupler. The light field in the coupler enters the FP cavity through a single-mode optical fiber, and the reflected light of the FP cavity is output to the receiving end of the spectrometer through a coupler. The invention adopts the differential mode to introduce a plurality of permanent magnets to improve the accuracy of the barometric pressure sensing, and can be applied to the high-precision air pressure measurement.
【技术实现步骤摘要】
光学法布里-珀罗腔气压传感系统
本专利技术涉及的是一种高灵敏度的光学法布里-珀罗(Fabry–Pérot,FP)腔气压传感系统,具体涉及的是一种基于含磁流体与磁致伸缩介质的光学FP腔磁场传感系统的气压传感器件,属于光学领域。
技术介绍
利用单模光纤构建的FP腔具有造价低、易与光纤系统集成、功耗低、结构简单等优点,可用于折射率、电场、压力和磁场等物理量的测量。同时可以工作在强电磁干扰的环境中,并可以进行远程监测。压力传感器件是工业实践中最为常用的一种传感器,可广泛应用于智能建筑、航空航天、石化、船舶、机床等众多行业之中。随着压力传感应用需求的发展,在很多时候现有的压力传感系统已经无法满足高精度的测量要求。我们设计了一种高灵敏度气压传感器件,对所提出的含磁流体与磁致伸缩介质的光学谐振腔磁场传感系统进行改造,利用差分式压力传送装置进行气压传感,可以精确测量气压。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足,提出了一种光学法布里-珀罗腔气压传感系统.光学法布里-珀罗腔气压传感系统,包括光学谐振腔磁场传感系统和气压-磁场转化装置;其特征在于:所述的光学谐振腔磁场传感系统包括宽带光源、隔离器、衰减器、偏振控制器、光纤耦合器、FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构、光谱仪;FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构包括两端面相对的两段单模光纤、填充在两段光纤之间的磁流体、固定在一侧光纤截面上的磁致伸缩介质、密封磁流体的导管和固定单模光纤位置的支架;气压-磁场转化装置包括气体导管、膜片永久磁铁;气体导管设有两个相对的末端,两个相对的末端通过膜片密封,永久磁铁利用支架固定在膜片上;所述 ...
【技术保护点】
光学法布里-珀罗腔气压传感系统,包括光学谐振腔磁场传感系统和气压‑磁场转化装置;其特征在于:所述的光学谐振腔磁场传感系统包括宽带光源(1)、隔离器(2)、衰减器(3)、偏振控制器(4)、光纤耦合器(5)、FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)、光谱仪(7);FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)包括两端面相对的两段单模光纤(8)、填充在两段光纤之间的磁流体(9)、固定在一侧光纤截面上的磁致伸缩介质(10)、密封磁流体的导管(11)和固定单模光纤位置的支架(12);气压‑磁场转化装置包括气体导管(13)、膜片(14)永久磁铁(16);气体导管设有两个相对的末端,两个相对的末端通过膜片(14)密封,永久磁铁(16)利用支架(15)固定在膜片上;所述的FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)的磁致伸缩介质(10)设置在永久磁铁(16)之间;宽带光源(1)的发射端与隔离器(2)的输入端连接,隔离器(2)的输出端与衰减器(3)的输入端连接,衰减器(3)的输出端与耦合器(5)输入端之间的光纤上设置有偏振控制器(4)。耦合器(5)中的光场通过单模光纤进入FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构 ...
【技术特征摘要】
1.光学法布里-珀罗腔气压传感系统,包括光学谐振腔磁场传感系统和气压-磁场转化装置;其特征在于:所述的光学谐振腔磁场传感系统包括宽带光源(1)、隔离器(2)、衰减器(3)、偏振控制器(4)、光纤耦合器(5)、FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)、光谱仪(7);FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)包括两端面相对的两段单模光纤(8)、填充在两段光纤之间的磁流体(9)、固定在一侧光纤截面上的磁致伸缩介质(10)、密封磁流体的导管(11)和固定单模光纤位置的支架(12);气压-磁场转化装置包括气体导管(13)、膜片(14)永久磁铁(16);气体导管设有两个相对的末端,两个相对的末端通过膜片(14)密封,永久磁铁(16)利用支架(15)固定在膜片上;所述的FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)的磁致伸缩介质(10)设置在永久磁铁(16)之间;宽带光源(1)的发射端与隔离器(2)的输入端连接,隔离器(2)的输出端与衰减器(3)的输入端连接,衰减器(3)的输出端与耦合器(5)输入端之间的光纤上设置有偏振控制器(4)。耦合器(5)中的光场通过单模光纤进入FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6),FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)的反射光经耦合器(5)输出至光谱仪(7)的接收端;磁场传感系统中宽带光源(1)、隔离器(2)、衰减器(3)、偏振控制器(4)、耦合器(5)、FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)、光谱仪(7)之间的连接均采用光纤连接。气压变化导致永久磁铁(16)位置发生变化,进而导致与FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)光学特性相关的磁流体(9)及磁致伸缩介质(10)发生变化,通过光谱仪(7)测得的FP腔与磁流体和磁致伸缩介质复合结构(6)输出光谱中心波长的移动可以解调出气压的变化。2.根据权利要求1所述的光学法布里-珀罗腔气压传感系统,其特征在于:...
【专利技术属性】
技术研发人员:于长秋,钱正洪,白茹,朱华辰,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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