一种用于声波和振动测量的光纤传感器及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于声波和振动测量的光纤传感器，所述光纤传感器包括传感头外壳，微型光分束器和悬臂梁；微型光分束器内嵌于传感头外壳的底部，悬臂梁设置于传感头外壳的顶部并与传感头外壳形成一个密闭空间；当一束激光通过光纤射入到微型光分束器，通过微型光分束器，使得在光纤传感器内部产生方向互相垂直两束光，由于半透半反镜的透射与反射以及悬臂梁和全反镜的反射，两束光在反射回光纤时，会产生光程差，且半透半反镜与全反镜的距离在工作时是固定的，所以利用微型光分束器这种结构可以得到确定的光程差，从而就消除了环境温度变化下光程差发生改变从而导致最佳静态工作点漂移的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于声波和振动测量的光纤传感器及其工作方法
本专利技术涉及传感器领域，具体涉及一种用于声波和振动测量的光纤传感器。
技术介绍
干涉-强度调制型光纤传感器相比于电子传感器在声波与振动测量方面，具有体积小、结构简单、灵敏度高、耐高温高压、耐腐蚀、抗电磁干扰、可形成光纤传感网络等优点。因而在声波感测，环境比较恶劣的石油天然气管道运输的监测，建筑结构健康监测，医疗诊断以及对抗干扰能力要求比较高的安全侦听等领域有着广泛的应用。但是由于干涉-强度调制型光纤传感器由于环境因素变化会产生传感器工作点飘移的问题，这是此种调制方式在实际应用中的最大障碍。对于双光束干涉调制型的传感器，其干涉谱为余弦函数，我们通常利用余弦曲线中线性度最好的一段作为相位-强度转换曲线。在对声波一类的交流信号检测时静态工作点一般设置在曲线斜率最大的π/2相位点，也称为Q点。在Q点附近，小信号的响应是线性的，而且响应的灵敏度最大。但如果工作点因外界因素偏离Q点，传感器的灵敏度就会降低并出现非线性响应。针对干涉-强度调制型传感器工作点漂移问题已提出了多种方案，但是都没有从原理上克本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，包括传感头外壳(2)，微型光分束器(3)和悬臂梁(4)；微型光分束器(3)内嵌于传感头外壳(2)的底部，悬臂梁(4)设置于传感头外壳(2)的顶部并与传感头外壳(2)形成一个密闭空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，包括传感头外壳(2)，微型光分束器(3)和悬臂梁(4)；微型光分束器(3)内嵌于传感头外壳(2)的底部，悬臂梁(4)设置于传感头外壳(2)的顶部并与传感头外壳(2)形成一个密闭空间。


2.根据权利要求1所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，所述微型光分束器(3)由相互平行的半透半反镜(8)和全反镜(9)构成。


3.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，光纤(1)与传感头外壳(2)的底部连接，且连接点位于半透半反镜(8)的下方。


4.根据权利要求1所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，所述悬臂梁(4)两端设置两个点，一端为振动点(6)，另一端为固定点(7)。


5.根据权利要求2所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，所述半透半反镜(8)和全反镜(9)的材质为石英。


6.根据权利要求1所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，所述悬臂梁(4)材质为声敏材料。


7.根据权利要求3所述的一种用于声波和振动测量的光纤传感器，其特征在于，所述光纤(1)为普通单模光纤。

【专利技术属性】
技术研发人员：毛雪峰，张梦瑶，纪笑严，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50