一种具有双重差分结构的光纤位移检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种具有双重差分结构的光纤位移检测系统及方法，属于位移传感器领域，系统具体为：第一准直分光器将第一快轴偏振光反射且将第一慢轴偏振光透射至待测物体的第一端面；第二准直分光器将第二快轴偏振光反射且将第二慢轴偏振光透射至待测物体的第二端面；第二耦合器用于经待测物体第一端面反射的慢轴偏振光和经待测物体第二端面反射的慢轴偏振光发生慢轴干涉；且反射后的第一快轴偏振光和反射后的第二快轴偏振光发生快轴干涉；数据处理器将数字化的慢轴干涉相位和快轴干涉相位作差，通过相位差的变化获取待测物体的位移变化；本发明专利技术适用于低频段的高灵敏度位移传感，拓宽了基于光纤位移传感器的适用频段。拓宽了基于光纤位移传感器的适用频段。拓宽了基于光纤位移传感器的适用频段。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双重差分结构的光纤位移检测系统及方法


[0001]本专利技术属于位移传感器领域，更具体地，涉及一种具有双重差分结构的光纤位移检测系统及方法。

技术介绍

[0002]位移是最基本的物理量之一，既容易检测，又有相对较高的检测精度，常被用于科学研究和工程应用等领域测量加速度、速度、压力、声波和引力波等参量。常见的位移传感检测方法有电容式、电感式、磁阻式和光学式等。其中，光纤位移传感器具有轻便、易安装连接、抗电磁干扰等优点，采用无源探头避免了有源器件对检验物体的电磁干扰。同时，无源传感探头与信号处理单元完全分离，有效降低器械故障带来的维修成本，从而适用于各种复杂恶劣的环境。
[0003]根据探测的光参量不同，可将光纤位移传感分为强度调制型和相位调制型两大类，基于光干涉原理的相位调制型具有高的测量精度和范围，被广泛地应用于位移传感器中。相位调制型的光纤位移传感的工作原理是：含反射面的检验物体发生位移变化导致信号光干涉臂的光程发生变化，进而影响干涉信号的相位，通过测量相位变化得到位移信息。
[0004]随着各项技术的发展，为推进深海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双重差分结构的光纤位移检测系统，其特征在于，包括：光源模块、第一环形器、第一准直分光器、第二准直分光器、第二环形器、第二耦合器、偏振分束器、第一探测器、第二探测器和数据处理器；所述光源模块用于提供第一光路与第二光路，两光路均同时传输快轴和慢轴正交偏振光；第一环形器和第二环形器的a端口分别连接第一光路和第二光路的输出端，其b端口分别连接第一准直分光器和第二准直分光器，其c端口分别接入第二耦合器的B端口和C端口；第二耦合器的A端口与偏振分束器的输入端相连；偏振分束器的第一输出端和第二输出端分别与第一探测器和第二探测器的输入端相连；所述第一准直分光器用于将第一快轴偏振光反射且将第一慢轴偏振光透射至待测物体的第一端面；并将经待测物体第一端面反射的慢轴偏振光与反射后的第一快轴偏振光传输至第二耦合器；第二准直分光器用于将第二快轴偏振光反射且将第二慢轴偏振光透射至待测物体的第二端面；并将经待测物体第二端面反射的慢轴偏振光与反射后的第二快轴偏振光传输至第二耦合器；所述第二耦合器用于经第一端面和第一端面反射的慢轴偏振光发生慢轴干涉；且反射后的第一快轴偏振光和第二快轴偏振光发生快轴干涉；所述数据处理器用于通过计算慢轴干涉和快轴干涉间的相位差变化，获取待测物体的位移变化；其中，待测物体的第一端面与第二端面平行，且待测物体与第一准直分光器和第二准直分光器的正对的出射面平行。2.根据权利要求1所述的光纤位移检测系统，其特征在于，所述光源模块包括检测光源、隔离器、第一耦合器、第一移频器、第二移频器；所述检测光源的输出端与所述隔离器的输入端相连；所述隔离器的输出端与所述第一耦合器的A端口相连；所述第一耦合器的B端口与C端口分别与所述第一移频器和所述第二移频器的输入端相连；所述第一移频器和所述第二移频器分别以θ
°
熔接至所述第一环形器和所述第二环形器；所述检测光源用于提供单一频率的光束；所述隔离器用于用于产生单一的线偏振光；所述第一耦合器用于将线偏振光分成两路光束；所述第一移频器和所述第二移频器用于分别调节所述第一光路和所述第二光路中光束的频率，减少两路光路因干涉产生的频率差。3.根据权利要求1或2所述的光纤位移检测系统，其特征在于，所述第一准直分光器包括第一带保偏尾纤的GRIN透镜和第一偏振分光棱镜；所述第一带保偏尾纤的GRIN透镜包括切斜八角度的第一陶瓷端面和第一传感光纤；所述第一偏振分光棱镜包括镀高内反膜的第一反射端面和出射慢轴偏振光的第一透镜端面；所述第二准直分光器包括第二带保偏尾纤的GRIN透镜和第二偏振分光棱镜；所述第二带保偏尾纤的GRIN透镜包...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志林，石易，梁浴榕，周泽兵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：