CN108444408A - 一种马赫增德尔干涉弯曲传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器技术领域，特指一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，包括信号源模块、干涉传感模块与光谱显示模块，干涉传感模块一端连接于信号源模块，干涉传感模块另一端连接于光谱显示模块，信号源模块包括半导体激光放大器单元与驱动电路单元，干涉传感模块包括单模光纤与三芯光纤，单模光纤与三芯光纤之间通过光纤熔接机采用错位熔接的连接方式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯连接在一起。本发明采用这样的结构设置，用于测量目标弯曲可以实现高灵敏弯曲方向的测量，由于传输的光信号，不受电磁干扰的影响，稳定性要优于目前通过电信号监测的同类传感器，由于采用光纤结构，其体积小，测量距离长，能够同时对目标多部位进行监测。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特指一种马赫增德尔干涉弯曲传感器。
背景技术
光纤干涉传感器以其体积小、结构紧凑、损耗低等突出优点，在机器人、结构监测、航空航天、汽车工业航天等领域有着重要的应用价值。许多种类的传感器已被研究者所研制，例如倾斜布拉格光纤光栅(FBG)，长周期光纤光栅(LPFG)，光栅写入特殊光纤以及光纤干涉仪。这些结构具有许多优点，可以实现弯曲方向的精确测量。
目前，常规所使用的弯曲传感器的实现是基于光纤光栅的应用。具体来说，一些研究者已经发现可以通过利用激光器在特殊设计的光纤中写入常规光纤光栅或长周期光纤光栅来达到测量弯曲的方向的目的，然而，基于光纤光栅和长周期光栅的方向弯曲传感器具有复杂的制造过程，导致制造成本过高，此外，基于光纤光栅和长周期光栅的弯曲传感器其灵敏度较低。
另一方面，用于检测方向弯曲的光纤干涉仪也可以通过利用错位焊接单模光纤的形式研制，此类光纤干涉仪对弯曲方向的识别是利用非对称结构如锥形结构，光纤微切口或通过对单模光纤横向错位的熔接。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，能对光信号弯曲进行测量，并且能够提高测量的精度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，包括信号源模块、干涉传感模块与光谱显示模块，干涉传感模块一端连接于信号源模块，干涉传感模块另一端连接于光谱显示模块，信号源模块包括半导体激光放大器单元与驱动电路单元，干涉传感模块包括单模光纤与三芯光纤，单模光纤与三芯光纤之间通过光纤熔接机采用错位熔接的连接方式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯连接在一起。
进一步而言，所述干涉传感模块一端通过单模光纤连接于信号源模块，干涉传感模块另一端通过单模光纤连接于光谱显示模块。
进一步而言，所述光谱显示模块的显示采用以波长尖峰的形式表示。
本发明有益效果：
本发明采用这样的结构设置，用于测量目标弯曲可以实现高灵敏弯曲方向的测量，由于传输的光信号，不受电磁干扰的影响，稳定性要优于目前通过电信号监测的同类传感器，由于采用光纤结构，其体积小，测量距离长，能够同时对目标多部位进行监测。
附图说明
图1是马赫增德尔干涉弯曲传感器监测系统框图；
图2是马赫增德尔干涉弯曲传感器结构框图。
1.信号源模块；2.干涉传感模块；3.光谱显示模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1和图2所示，本发明所述一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，包括信号源模块1、干涉传感模块2与光谱显示模块3，干涉传感模块2一端连接于信号源模块1，干涉传感模块2另一端连接于光谱显示模块3，信号源模块1包括半导体激光放大器单元与驱动电路单元，干涉传感模块2包括单模光纤与三芯光纤，单模光纤与三芯光纤之间通过光纤熔接机采用错位熔接的连接方式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯连接在一起。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，用于测量目标弯曲可以实现高灵敏弯曲方向的测量，由于传输的光信号，不受电磁干扰的影响，稳定性要优于目前通过电信号监测的同类传感器，由于采用光纤结构，其体积小，测量距离长，能够同时对目标多部位进行监测。其中，信号源模块1用于传感器内光信号的产生，信号源模块1包括半导体激光放大器单元与驱动电路单元，半导体激光放大器单元用于产生传感器所需光信号，驱动电路单元用于产生驱动半导体激光放大器所需的电流信号；干涉传感模块2一端与信号源模块1连接，用于对目标进行弯曲监测，干涉传感模块2另一端与光谱显示模块3连接，用于显示从干涉传感模块2穿过的光信号，光谱显示模块3的显示采用以波长尖峰的形式表示，当光信号发生弯曲时，波长尖峰也随之改变，从而得到光信号弯曲测量数据，干涉传感模块2包括单模光纤与三芯光纤，单模光纤与三芯光纤之间通过光纤熔接机采用错位熔接的连接方式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯连接在一起，形成对弯曲敏感的马赫增德尔干涉，其结构简单，制作容易。
更具体而言，所述干涉传感模块2一端通过单模光纤连接于信号源模块1，干涉传感模块2另一端通过单模光纤连接于光谱显示模块3。
本发明结构简单，成本不高，且制作方便，只需要利用光纤熔接机的手动模式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯进行对接、错位、熔接，最终形成马赫增德尔干涉传感器。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，其特征在于：包括信号源模块(1)、干涉传感模块(2)与光谱显示模块(3)，所述干涉传感模块(2)一端连接于信号源模块(1)，所述干涉传感模块(2)另一端连接于光谱显示模块(3)，所述信号源模块(1)包括半导体激光放大器单元与驱动电路单元，所述干涉传感模块(2)包括单模光纤与三芯光纤，所述单模光纤与三芯光纤之间通过光纤熔接机采用错位熔接的连接方式将单模光纤与三芯光纤中的纤芯连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，其特征在于：所述干涉传感模块(2)一端通过单模光纤连接于信号源模块(1)，所述干涉传感模块(2)另一端通过单模光纤连接于光谱显示模块(3)。
3.根据权利要求1所述的一种马赫增德尔干涉弯曲传感器，其特征在于：所述光谱显示模块(3)的显示采用以波长尖峰的形式表示。
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