一种光学压力传感器制造技术

技术编号:22374828 阅读:39 留言:0更新日期:2019-10-23 07:28
本实用新型专利技术公开了一种光学压力传感器,沿光传输方向依次设有通过光纤相连的1550nm泵浦光源、波分复用器、光纤光栅、掺铒光纤和啁啾光纤布拉格光栅,其中光纤光栅与啁啾光纤布拉格光栅通过掺铒光纤相连构成光纤谐振腔,探测器通过光纤与波分复用器的输入端相连,射频频谱分析仪通过线路与探测器相连。本实用新型专利技术利用激光拍频频率变化实现对压力的测量,不受系统损耗和光源波动的影响,系统结构简单且成本低廉,而且将光信号测量转化为电信号测量,为数据处理提供了方便。

An optical pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
一种光学压力传感器
本技术属于光纤传感
,具体涉及一种光学压力传感器。
技术介绍
在光纤传感领域,光纤光栅传感器的应用前景十分广阔,它具有抗电磁干扰、尺寸小、重量轻、耐腐蚀等优点。光纤光栅作为传感器件,感测信息作用在光纤光栅上被转化为布拉格波长的移动。相对于其它传感元件,光纤光栅传感器的优点在于波长绝对编码、不受系统损耗和光源功率波动的影响、稳定性好、灵敏度高;采用适当技术可以实现温度、应变、压力、位移、加速度、电流、电压、磁场、浓度等多参量的测量;还可以埋入被测结构内部或粘贴其表面,其应用价值显著提高。但如何解调波长编码信号是实现光纤光栅传感的关键。传统测量是通过光谱测量布拉格波长的变化,不仅系统价格昂贵,而且解调部分多因采用干涉法致使系统稳定性受到影响,因此,如何更好地实现波长解调成为了人们关注的焦点。比如,最初是利用分布反馈式激光器实现拍频,它基于光纤双折射形成,对谐振腔要求很短(一般10mm左右),通过感测信息改变光纤双折射实现测量,易受外界因素影响。为了消除短腔的弊端,1)采用长腔拍频实现对温度变化信息的提取,如基于两对光纤光栅形成的拍频系统、两个光纤光栅组成的DFB激光器拍频以及利用多个超弱反射光纤光栅的拍频频谱,然而光纤光栅带宽较窄限制了其测量范围;2)把组成谐振腔的光纤多次缠绕在被测单元上,被测单元的变化拉伸光纤致使腔长变化,但由于受到光纤拉伸强度的限制使腔长变化不明显,测量精度得不到提高;3)通过多纵模拍频形成的拍频频率间隔的变化感知传感信息,但也存在腔长变化量小使测量精度受到限制的问题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供了一种光学压力传感器,该光学压力传感器不仅能够减弱光纤双折射影响,同时可以提高测量精度,并满足高灵敏传感的需要,而且能够更好地实现波长的调制与解调,进而满足高灵敏传感的需要。本技术为解决上述技术问题采用如下技术方案,一种光学压力传感器,其特征在于:沿光传输方向依次设有通过光纤相连的1550nm泵浦光源、波分复用器、光纤光栅、掺铒光纤和啁啾光纤布拉格光栅,其中光纤光栅与啁啾光纤布拉格光栅通过掺铒光纤相连构成光纤谐振腔,探测器通过光纤与波分复用器相连,射频频谱分析仪通过线路与探测器相连,1550nm抽运光源通过波分复用器进入光纤谐振腔,当抽运电流达到阈值,在光纤谐振腔中产生多纵模拍频,经探测器探测后在射频频谱分析仪上输出稳定的激光拍频信号。优选的,所述掺铒光纤为非线性增益的掺铒光纤。本技术与现有技术相比具有以下有益效果:本技术利用激光拍频频率变化实现对压力的测量,不受系统损耗和光源波动的影响,系统结构简单且成本低廉,而且将光信号测量转化为电信号测量,为数据处理提供了方便。附图说明图1是本技术的光路连接图。图中:1-1550nm泵浦光源,2-波分复用器,3-光纤光栅,4-掺铒光纤,5-啁啾光纤布拉格光栅,6-探测器,7-射频频谱分析仪。具体实施方式结合附图详细描述本技术的具体内容,一种光学压力传感器,沿光传输方向依次设有通过光纤相连的1550nm泵浦光源1、波分复用器2、光纤光栅3、掺铒光纤4和啁啾光纤布拉格光栅5,其中光纤光栅3与啁啾光纤布拉格光栅5通过掺铒光纤4相连构成光纤谐振腔,探测器6通过光纤与波分复用器2相连,射频频谱分析仪7通过线路与探测器6相连,1550nm抽运光通过波分复用器2进入光纤谐振腔,当抽运电流达到阈值,在光纤谐振腔中产生多纵模拍频,经探测器6探测后在射频频谱分析仪7上输出稳定的激光拍频信号,其中选用1550nm泵浦光源1能够提供稳定的增益,选用啁啾光纤布拉格光栅5作为反射镜具有时延量大和线性度好等性能,能够有效提升测量的灵敏度,所述掺铒光纤4为非线性增益的掺铒光纤,其非线性增益特性有利于提高压力测量精度。以上显示和描述了本技术的基本原理,主要特征和优点,在不脱离本技术精神和范围的前提下,本技术还有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学压力传感器,其特征在于:沿光传输方向依次设有通过光纤相连的1550nm泵浦光源、波分复用器、光纤光栅、掺铒光纤和啁啾光纤布拉格光栅,其中光纤光栅与啁啾光纤布拉格光栅通过掺铒光纤相连构成光纤谐振腔,探测器通过光纤与波分复用器相连,射频频谱分析仪通过线路与探测器相连,1550nm抽运光源通过波分复用器进入光纤谐振腔,当抽运电流达到阈值,在光纤谐振腔中产生多纵模拍频,经探测器探测后在射频频谱分析仪上输出稳定的激光拍频信号。

【技术特征摘要】
1.一种光学压力传感器,其特征在于:沿光传输方向依次设有通过光纤相连的1550nm泵浦光源、波分复用器、光纤光栅、掺铒光纤和啁啾光纤布拉格光栅,其中光纤光栅与啁啾光纤布拉格光栅通过掺铒光纤相连构成光纤谐振腔,探测器通过光纤与波分复用器相连,射频频谱分析仪通过线...

【专利技术属性】
技术研发人员:王旭王珏王灵珊
申请(专利权)人:河南师范大学
类型:新型
国别省市:河南,41

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