光纤包层光栅传感器及其测斜方法和光纤包层光栅测斜仪技术

本发明专利技术公开了一种光纤包层光栅传感器，包括耦合管、固定管、环形质量块、单模光纤和悬挂结构，所述固定管同轴连接于所述耦合管的一端面上，所述环形质量块位于所述固定管内，所述悬挂结构连接于所述固定管和环形质量块之间；所述单模光纤插入所述耦合管和环形质量块内，其位于所述环形质量块内的部分的光纤包层内刻写有第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构具有第一中心波长，所述第二光栅结构具有第二中心波长，且所述第一光栅结构和第二光栅结构之间空间方位正交。该光纤包层光栅传感器具有方位识别能力、温度交叉灵敏低、结构紧凑、易于复用的优势。本发明专利技术还公开了一种测斜方法和光纤包层光栅测斜仪，基于上述光纤包层光栅传感器。层光栅传感器。层光栅传感器。

【技术实现步骤摘要】
光纤包层光栅传感器及其测斜方法和光纤包层光栅测斜仪


[0001]本专利技术涉及光纤传感领域，尤其涉及一种光纤包层光栅传感器及其测斜方法和光纤包层光栅测斜仪。

技术介绍

[0002]光纤光栅作为一种光无源器件，在近年来展现出了诸多传感技术应用方面的优势。相比于传统电子传感器，光纤光栅具有高灵敏度、不受电磁干扰、抗腐蚀、小体积、轻重量和易于组网复用等特点。测斜仪是一种广泛应用于交通建设、化石能源开发和水利水电安全等领域的地质结构原位检测装置，能够提供地基偏移、矿井偏斜、边坡土体和土石坝变形等诸多特征参量信息，对于预防地质灾害、保证工程稳定起到重要作用。光纤光栅可作为敏感元件应用于测斜仪器，以上领域受到了广泛的关注。
[0003]通常测斜仪安装于测斜管内，能够实时反映测斜管的各个不同测段相对于原基准线的倾角，测得各段水平方位的位移量，进而记录地层岩土的特征变化，最终综合多个测段的定量化数据信息分析预测地层结构发展规律。传统的测斜仪装置包括加速度计测斜仪、电子罗盘测斜仪和磁通计测斜仪等，基本都采用磁电、压电、涡流等传感机理，这些测斜仪普遍存在着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤包层光栅传感器，其特征在于，包括耦合管、固定管、环形质量块、单模光纤和悬挂结构，所述固定管同轴连接于所述耦合管的一端面上，所述环形质量块位于所述固定管内，所述悬挂结构连接于所述固定管和环形质量块之间；所述单模光纤插入所述耦合管和环形质量块内，其位于所述环形质量块内的部分的光纤包层内刻写有第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构具有第一中心波长，所述第二光栅结构具有第二中心波长，且所述第一光栅结构和第二光栅结构之间空间方位正交。2.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，当该光纤包层光栅传感器处于水平状态时，所述环形质量块在自身重量及所述悬挂结构的作用力下，其中心轴线与所述耦合管的中心轴线相重合。3.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，所述第一光栅结构和第二光栅结构之间空间方位垂直正交。4.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，所述第一光栅结构和第二光栅结构分别位于所述单模光纤的光纤纤芯两侧，且与所述光纤纤芯的中心轴线的距离为6
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8μm。5.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，所述第一光栅结构的周期为1069nm、中心波长为1550nm，所述第二光栅结构的周期为1075nm、中心波长为1560nm。6.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，所述单模光纤位于所述耦合管内的部分与所述耦合管固定。7.根据权利要求1所述的光纤包层光栅传感器，其特征在于，所述悬挂结构包括多个弹簧，所述多个弹簧对称地分布于所述环形质量块的外周上，一端与所述固定管相连接，另一端与所述环形质量块相连接。8.一种测斜方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100：将第一感测光和第二感测光耦合进权利要求1
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7任一所述的光纤包层光栅传感器中，所述第一感测光具有第一工作波长，所述第二感测光具有第二工作波长，所述第一工作波长与所述第一中心波长相等，所述第二工作波长与所述第二中心波长相等；步骤200：分别接收被所述光纤包层光栅传感器反射回来的第一感测光和第二感测光，获得与所述第一感测光相对应的第一反射信号及与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：包维佳，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：