本发明专利技术公开了一种基于W型光纤的传感装置，包括控制模块、光源模块一、光源模块二和光探测器模块，1×2光耦合器的1口与光纤一的一端连接，光纤一的一端连接的另一端与光纤二连接，在光纤一上还安置包层模滤除器，光纤二的另一端与耦合器连接，耦合器与光源模块二连接，控制模块分别与光源模块一、光源模块二和光探测器模块连接；光纤二是W型光纤，其从中心到边沿径向分布的、依次包括纤芯、包层一、包层二和包层三。该基于W型光纤的传感装置通过检测两个光信号通道之间光信号的变化，可以达到分布式监测的目的。且该基于W型光纤的传感装置的工作方法的实现成本低，便于推广使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于W型光纤的传感装置及其工作方法。
技术介绍
长距离的输油、输水或输气管线由于工作效率高、安全、低成本的优点而被广泛使用，但对于长距离管线的监测目前没有合适的手段，基于普通光纤的布里渊散射传感装置具有分布式监测温度和应变的优点，但其高昂的成本限制了其推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于W型光纤的传感装置及其工作方法。该基于W型光纤的传感装置由于光纤径向的折射率分布设置为W形，从而构成两个光信号传输通道，通过检测两个光信号通道之间光信号的变化，可以达到分布式监测的目的。且该基于W型光纤的传感装置的工作方法的实现成本低，便于推广使用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:包括控制模块、光源模块一、光源模块二和光探测器模块，所述的光源模块一与1X2光耦合器的2 口的一端连接，光探测器模块与1X2光耦合器的2 口的另一端连接，1X2光耦合器的I 口与光纤一的一端连接，光纤一的一端连接的另一端与光纤二连接，在光纤一上还安置有包层模滤除器，光纤二的另一端与耦合器连接，耦合器与光源模块二连接，控制模块分别与光源模块一、光源模块二和光探测器模块连接；所述的光纤二是W型光纤，其从中心到边沿径向分布的、依次包括纤芯、包层一、包层二和包层三，所述的纤芯的折射率大于包层一的折射率，包层二的折射率大于包层一和包层三的折射率，在包层三外侧是保护层。上述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光源模块一和光源模块二所发出的光信号的波长不同。上述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的耦合器是仅向光纤二包层二或包层三注入光信号的包层注入耦合器。上述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的光纤一是单包层单模光纤，光纤一与光纤二的纤芯是连接的。上述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述光纤一的纤芯直径不大于光纤二的纤芯直径。上述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光纤二的纤芯和包层二是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃。上述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的光纤二的包层一是掺杂有氟元素的石英玻璃。上述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的光纤二的包层三是高纯的石英玻璃。一种基于W型光纤的传感装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1、光源模块一发出的光信号经过与1X2光耦合器、光纤一和包层模滤除器进入光纤二的纤芯内，该光信号在光纤二的纤芯内传输并产生瑞利散射光信号，部分瑞利散射光信号后向传输，并通过包层模滤除器、光纤一和1X2光I禹合器进入光探测模块内，光探测模块获取该后向瑞利散射光信号后转化为电信号，并将电信号传递给控制模块；步骤2、光源模块二发出的光信号经过耦合器注入到光纤二的包层二或包层三内传输，注入到包层三内的光信号经过一段距离传输后，所述的包层三内部分光信号进入包层二内，部分进入保护层耗散掉；包层二内的光信号到达光纤二和光纤一的连接点并进入光纤一的包层内传输，在包层模滤除器内被滤除；步骤3、控制模块通过控制光源模块一和光源模块二发出的光脉冲信号的时间间隔，可以使光源模块一发出的光脉冲信号与光源模块二发出的光脉冲信号在光纤二上的任意一处位置相遇，控制模块控制光探测模块只测试在两束光脉冲信号相遇位置的光纤二的纤芯的后向瑞利散射光信号，其他时间控制模块控制光探测模块关闭；步骤4、当光纤二某处发生变化，如出现弯曲、微弯或变形等情况时，纤芯二的包层二内传输的部分光信号耦合进入光纤二的纤芯内，并汇同该处的后向瑞利散射光信号，并通过包层模滤除器、光纤一和1X2光耦合器进入光探测模块内，光探测模块获取该增大的光信号强度后转化为相应的电信号，并将该电信号传递给控制模块，控制模块根据该电信号的大小判断出光纤二发生变化的大小，以及光纤二发生变化的位置，从而实现了分布式的监测。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、在本专利技术的基于W型光纤的传感装置中，主要利用了 W型光纤的双通道传输光信号的特点，通过监测W型光 纤的纤芯的每处光信号的变化，达到了分布式监测的目的，较目前市场上的布里渊散射监测装置具有成本低、监测距离长、精度高的特点，具有良好的市场前景。2、本专利技术的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本专利技术的基于W型光纤传感装置具有结构简单、成本低、用途广，可用于实现分布式监测传感的目的，具有较好的市场前景。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术中W型光纤的横截面的结构示意图。图3为本专利技术W型光纤径向的折射率分布的结构示意图。附图标记说明:1-纤芯； 2_包层一 ； 3_包层二；4-包层三；5-保护层；6-控制模块；7-光探测器模块；8_光源模块一 ；9-1 X 2光稱合器；10-光纤一 ； 11-包层模滤除器；12_光纤二 ；13-耦合器； 14-光源模块二。具体实施例方式如图1、图2、图3所示的一种基于W型光纤的传感装置，包括控制模块6、光源模块一8、光源模块二 14和光探测器模块7,所述的光源模块一 8与I X2光稱合器9的2 口的一端连接，光探测器模块7与I X 2光耦合器9的2 口的另一端连接，I X 2光耦合器9的I口与光纤一 10的一端连接，光纤一 10的一端连接的另一端与光纤二 12连接，在光纤一 10上还安置有包层模滤除器11，光纤二 12的另一端与耦合器13连接，耦合器13与光源模块二14连接，控制模块6分别与光源模块一 8、光源模块二 14和光探测器模块7连接；所述的光纤二 12是W型光纤，其从中心到边沿径向分布的、依次包括纤芯1、包层一 2、包层二 3和包层三4,所述的纤芯I的折射率大于包层一 2的折射率,包层二 3的折射率大于包层一I和包层三4的折射率，在包层三4外侧是保护层5。所述的光源模块一 8和光源模块二 14所发出的光信号的波长不同。所述的耦合器13是仅向光纤二 12包层二 3或包层三4注入光信号的包层注入耦合器。所述的光纤一 10是单包层单模光纤，光纤一 10与光纤二 12的纤芯是连接的。光纤一 10的纤芯直径不大于光纤二 12的纤芯直径。所述的光纤二 12的纤芯I和包层二 3是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃。所述的光纤二 12的包层一 2是掺杂有氟元素的石英玻璃。所述的光纤二 12的包层三4是高纯的石英玻璃。所述的光纤二 12的纤芯I的折射率较包层一 2的折射率高出0.3%。所述的光纤二 12的包层二 3的折射率较包层一 I的折射率高出0.1 %，所述的包层二 2的折射率较包层三3的折射率高出0.3%。一种基于W型光纤的传感装置的工作步骤，其特征是，步骤如下:步骤1、光源模块一 8发出的光信号经过与1X2光耦合器9、光纤一 10和包层模滤除器11进入光纤二 12的纤芯I内，该光信号在光纤二 12的纤芯I内传输并产生瑞利散射光信号，部分瑞利散射光信号后向传输，并通过包层模滤除器11、光纤一 10和1X2光率禹合器9进入光探测模块7内，光探测模块7获取该后向瑞利散射光信号后转化为电信号，并将电信号传递给控制模块6;步骤2、光源模块二 14发出的光信号经过耦合器13注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于：包括控制模块(6)、光源模块一(8)、光源模块二(14)和光探测器模块(7)，所述的光源模块一(8)与1×2光耦合器(9)的2口的一端连接，光探测器模块(7)与1×2光耦合器(9)的2口的另一端连接，1×2光耦合器(9)的1口与光纤一(10)的一端连接，光纤一(10)的一端连接的另一端与光纤二(12)连接，在光纤一(10)上还安置有包层模滤除器(11)，光纤二(12)的另一端与耦合器(13)连接，耦合器(13)与光源模块二(14)连接，控制模块(6)分别与光源模块一(8)、光源模块二(14)和光探测器模块(7)连接；所述的光纤二(12)是W型光纤，其从中心到边沿径向分布的、依次包括纤芯(1)、包层一(2)、包层二(3)和包层三(4)，所述的纤芯(1)的折射率大于包层一(2)的折射率，包层二(3)的折射率大于包层一(1)和包层三(4)的折射率，在包层三(4)外侧是保护层(5)。
【技术特征摘要】
1.一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:包括控制模块￠)、光源模块一(8)、光源模块二(14)和光探测器模块(7)，所述的光源模块一(8)与1X2光耦合器(9)的2 口的一端连接，光探测器模块(7)与1X2光耦合器(9)的2 口的另一端连接，1X2光耦合器(9)的I口与光纤一(10)的一端连接，光纤一(10)的一端连接的另一端与光纤二(12)连接，在光纤一(10)上还安置有包层模滤除器(11)，光纤二(12)的另一端与耦合器(13)连接，I禹合器(13)与光源模块二(14)连接,控制模块(6)分别与光源模块一(8)、光源模块二(14)和光探测器模块(7)连接；所述的光纤二(12)是W型光纤，其从中心到边沿径向分布的、依次包括纤芯(I)、包层一(2)、包层二(3)和包层三(4)，所述的纤芯(I)的折射率大于包层一(2)的折射率，包层二(3)的折射率大于包层一(I)和包层三(4)的折射率，在包层三⑷外侧是保护层(5)。2.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的光源模块一(8)和光源模块二(14)所发出的光信号的波长不同。3.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置，其特征在于:所述的耦合器(13)是仅向光纤二(12)包层二(3)或包层三(4)注入光信号的包层注入耦合器。4.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光纤一(10)是单包层单模光纤，光纤一(10)与光纤二(12)的纤芯是连接的。5.根据权利要求1 所述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述光纤一(10)的纤芯直径不大于光纤二(12)的纤芯直径。6.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光纤二(12)的纤芯(I)和包层二(3)是掺杂有锗、硼元素的石英玻璃。6.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光纤二(12)的包层一(2)是掺杂有氟元素的石英玻璃。7.根据权利要求1所述的一种基于W型光纤的传感装置,其特征在于:所述的光纤二(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兵，
申请(专利权)人：西安金和光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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