光纤弯曲振动传感方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤弯曲振动传感方法，它包括如下步骤：步骤1：激光光源向变直径光纤输出激光信号；步骤2：振动引起变直径光纤的弯曲部的光纤弯曲半径改变，光纤弯曲半径的改变使变直径光纤中传输的光信号的光功率在弯曲部8处损耗而被调制；步骤3：光电转换模块将变直径光纤输出的弯曲损耗光功率调制信号转换为表征弯曲部8振动的电信号；步骤4：数据处理模块通过数字滤波的方式滤除表征弯曲部振动的电信号的噪声，还原振动波形。本发明专利技术具有较高的光纤弯曲振动传感能力，能适应于更多的振动传感应用场景。动传感应用场景。动传感应用场景。

【技术实现步骤摘要】
光纤弯曲振动传感方法及装置


[0001]本专利技术涉及振动传感监测
，具体地指一种光纤弯曲振动传感方法及装置。

技术介绍

[0002]随着人类科技的飞速发展，各种工程结构、机械结构和地震自然灾害等的监测对分析和解决复杂的振动问题提出了更高的要求，传统的电磁类振动传感器在灵敏度、精度、动态范围、抗电磁干扰等方面已经不能满足应用需求。所以研制和开发新型的更高质量的振动传感器变得格外重要。光纤振动传感器除具有传统电磁类传感器的功能外，还具有抗电磁干扰和原子辐射、灵敏度高、测量速度快、稳定性好等优点，因而，被广泛应用于航空、航天、桥梁、土木建筑等领域。
[0003]从当前的光纤振动传感器来看，大部分高灵敏度光纤振动传感器采用波长解调，系统复杂成本高。基于光纤弯曲损耗效应的振动传感器因其结构简单、成本低、易于实现等，受到了研究者们的关注。其传感原理是：将光纤弯曲到一定曲率时，光纤弯曲部位的全反射条件被破坏，光功率因泄露出光纤而损耗，通过检测光纤的输出光强来检测弯曲部位的振动信号。然而，当前商用的光纤都是基于通信需求而生的，这些光纤大都在设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤弯曲振动传感方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：激光光源(1)向变直径光纤(2)输出激光信号；所述变直径光纤(2)包括光纤振动传感段(2.1)、第一光纤连接段(2.2)、第二光纤连接段(2.3)、第一光纤变直径过渡段(2.4)和第二光纤变直径过渡段(2.5)，所述光纤振动传感段(2.1)的一端通过第一光纤变直径过渡段(2.4)与第一光纤连接段(2.2)连为一体，光纤振动传感段(2.1)的另一端通过第二光纤变直径过渡段(2.5)与第二光纤连接段(2.3)连为一体，所述振动传感光纤段(2.1)具有弯曲部(8)，所述光纤振动传感段(2.1)的直径小于第一光纤连接段(2.2)的直径，光纤振动传感段(2.1)的直径小于第二光纤连接段(2.3)的直径；步骤2：振动引起变直径光纤(2)的弯曲部(8)的光纤弯曲半径改变，光纤弯曲半径的改变使变直径光纤(2)中传输的光信号的光功率在弯曲部(8)处损耗而被调制；步骤3：光电转换模块(3)将变直径光纤(2)输出的弯曲损耗光功率调制信号转换为表征弯曲部(8)振动的电信号；步骤4：数据处理模块(4)通过数字滤波的方式滤除表征弯曲部振动的电信号的噪声，还原振动波形。2.根据权利要求1所述的光纤弯曲振动传感方法，其特征在于：所述光纤振动传感段(2.1)的直径范围为70～110微米。3.根据权利要求1所述的光纤弯曲振动传感方法，其特征在于：所述第一光纤连接段(2.2)和第二光纤连接段(2.3)的直径相等均为125微米。4.根据权利要求1所述的光纤弯曲振动传感方法，其特征在于：所述变直径光纤(2)由常规商用光纤通过拉制改变拉丝直径形成，其中，在拉制光纤时，通过激光测径监测仪和线径控制电路将拉丝直径控制在商用光纤对应的直径，拉制预设距离，而后通过线径控制电路将拉丝直径改变为光纤振动传感段(2.1)的设计直径，由于拉丝过程中光纤直径无法突变，因此，此时光纤直径会从商用光纤对应的直径逐渐变细过渡到光纤振动传感段(2.1)的设计直径，通过激光测径监测仪记录光纤振动传感段(2.1)设计直径所需的长度，而后通过线径控制电路将拉丝直径恢复为商用光纤对应的直径，此时光纤直径会从振动传感段(2.1)设计直径逐渐变粗过渡到商用光纤对应的直径，继续拉制预设距离完成一段变直径光纤的拉制。5.根据权利要求1所述的光纤弯曲振动传感方法，其特征在于：所述光纤振动传感段(2.1)、第一光纤连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政颖，赵涛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：