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一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，屬于光纖光柵傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，是由光源、六根傳輸光纖1、2、3、4、20、21和兩個(gè)光電探測器13、14構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片5和兩個(gè)光纖耦合器7、15。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，該光路結(jié)構(gòu)光纖鏈路無回路；結(jié)構(gòu)簡單，簡化了光路結(jié)構(gòu)；消除由于軸對中不準(zhǔn)造成的誤差；保障光纖損耗的一致性；消除光源由于各種因素產(chǎn)生的光強(qiáng)干擾的同時(shí)避免了光源由于老化引入的誤差；消除傳感光纖的各種因素的損耗和消除對光纖進(jìn)行抖動/干擾對系統(tǒng)策略的誤差。
【專利說明】一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在科技高速發(fā)展的當(dāng)代社會，光纖通信技術(shù)的發(fā)展帶來了傳感技術(shù)的革命，光纖傳感日益為人們所關(guān)注，越來越多成為技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)，也越來越多的進(jìn)入到各個(gè)重要的領(lǐng)域中；光纖傳感以其監(jiān)測距離遠(yuǎn)，靈敏度高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，特別在關(guān)系到國計(jì)民生的領(lǐng)域，如隧道火災(zāi)監(jiān)測，大壩壩體安全監(jiān)測，電力設(shè)施中的變壓器、開關(guān)柜、電纜等電力設(shè)施的安全監(jiān)測，石油石化領(lǐng)域中的油氣泄漏等方面特別的關(guān)注與應(yīng)用。
[0003]光纖通信技術(shù)的主要產(chǎn)品為光纖光柵和與之連接的傳感器。光纖光柵是一種性能良好的溫度傳感元件，無論在技術(shù)成熟度，還是成本上都已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)的突破。光纖光柵用于溫度傳感的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:不受電磁干擾，電絕緣性好；耐久性好；質(zhì)量輕、體積輕、對結(jié)構(gòu)影響小、易于布置；既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測量；絕對測量；節(jié)省線路，只用一根線就可以傳送溫度狀態(tài)信號；信號、數(shù)據(jù)可多路傳輸，便于與計(jì)算機(jī)連接，單位長度上信號衰減?。混`敏度高，精度高；頻帶寬，信噪比高等。因此，光纖光柵技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]但是，目前國內(nèi)對光纖光柵研發(fā)的企事業(yè)單位較少，且多是處于研發(fā)起步階段，對光纖的光路結(jié)構(gòu)的研發(fā)目前還沒有達(dá)到光路結(jié)構(gòu)光纖鏈路無回路；結(jié)構(gòu)簡單，簡化了光路結(jié)構(gòu)；消除由于軸對中不準(zhǔn)造成的誤差；保障光纖損耗的一致性；消除光源由于各種因素產(chǎn)生的光強(qiáng)干擾的同時(shí)避免了光源由于老化引入的誤差；消除傳感光纖的各種因素的損耗和消除對光纖進(jìn)行抖動/干擾對系統(tǒng)策略的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，該光路結(jié)構(gòu)光纖鏈路無回路；結(jié)構(gòu)簡單，簡化了光路結(jié)構(gòu)；消除由于軸對中不準(zhǔn)造成的誤差；保障光纖損耗的一致性；消除光源由于各種因素產(chǎn)生的光強(qiáng)干擾的同時(shí)避免了光源由于老化引入的誤差；消除傳感光纖的各種因素的損耗和消除對光纖進(jìn)行抖動/干擾對系統(tǒng)策略的誤差。
[0006]根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、傳輸光纖和2個(gè)光電探測器構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片和2個(gè)光纖耦合器，各個(gè)部件的連接關(guān)系為:在每個(gè)光纖耦合器的兩端分別設(shè)有傳輸光纖，且兩個(gè)光纖耦合器之間通過一根傳輸光纖連接；與第一個(gè)光纖耦合器連接的兩根傳輸光纖分別與兩個(gè)光源連接，另一根傳輸光纖與第一個(gè)光電探測器進(jìn)行連接；第二光纖耦合器通過一根傳輸光纖與傳感片連接，第二光纖耦合器通過一根傳輸光纖與第二個(gè)光電探測器進(jìn)行連接。
[0007]—種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述第一光源發(fā)出的光信號通過傳輸光纖進(jìn)入第一光纖耦合器后通過另外兩根傳輸光纖分別傳輸給第一個(gè)光電探測器和第二光纖耦合器后通過一根傳輸光纖傳輸至傳感片；第一個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片上設(shè)置的反射膜將部分光信號通過傳輸光纖傳輸至第二個(gè)光電探測器和第一光纖耦合器，第二個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器將傳輸回來的光信號分別傳輸至與光源對應(yīng)的傳輸光纖上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過傳輸光纖進(jìn)入第一光纖耦合器后通過另外兩根傳輸光纖分別傳輸給第一個(gè)光電探測器和第二光纖耦合器后通過一根傳輸光纖傳輸至傳感片；第一個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片上設(shè)置的反射膜將部分光信號通過傳輸光纖傳輸至第二個(gè)光電探測器和第一光纖耦合器，第二個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器將傳輸回來的光信號分別傳輸至與光源對應(yīng)的傳輸光纖上。
[0008]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述有兩個(gè)光纖耦合器:
[0009]其中，
[0010]所述第一光纖耦合器的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口，在每個(gè)端口上均與一根傳輸光纖連接，且每根傳輸光纖的端面與第一光纖耦合器內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口端面同軸；且所述第一光纖稱合器的分光形式米用平均分光的形式；
[0011 ] 所述第二光纖耦合器的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，在每個(gè)端口上均與一根傳輸光纖連接，且傳輸光纖的端面與光纖耦合器內(nèi)設(shè)有的端口的端面同軸；且所述光纖耦合器的分光形式采用平均分光的形式。
[0012]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為:
[0013]A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0014]B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0015]C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0016]D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖；
[0017]E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0018]F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0019]G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0020]H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0021]上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
[0022]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述每根傳輸光纖、光纖耦合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
[0023]—種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述傳輸光纖的端面位于傳感片的中央?yún)^(qū)域；所述傳輸光纖散射出的光全部落入傳感片的傳感區(qū)域內(nèi)。
[0024]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述傳感片上設(shè)有反射膜，且所述傳感片采用含Si02的介質(zhì)材料傳感片、半導(dǎo)體材料傳感片或光學(xué)晶體材料傳感片中的一種。
[0025]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述傳輸光纖采用石英玻璃制造的單模光纖或者采用石英玻璃制造的多模光纖中的一種。
[0026]一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述光源的中心波長范圍為800nm — IlOOnm;所述光源的投射角度范圍為±1° — ±60° ;所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為50ms至5s之間。
[0027]—種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其中所述第一光電探測器和第二光電探測器的感光面積范圍為2.25m m2 — 100mm2，且所述第一光電探測器和第二光電探測器可以將光信號轉(zhuǎn)換為電流/電壓等電能信號中的一種。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，該光路結(jié)構(gòu)光纖鏈路無回路；結(jié)構(gòu)簡單，簡化了光路結(jié)構(gòu)；消除由于軸對中不準(zhǔn)造成的誤差；保障光纖損耗的一致性；消除光源由于各種因素產(chǎn)生的光強(qiáng)干擾的同時(shí)避免了光源由于老化引入的誤差；消除傳感光纖的各種因素的損耗和消除對光纖進(jìn)行抖動/干擾對系統(tǒng)策略的誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)丨器，13為第二光電探測器，14為感光16為第二光纖稱合器的第一端口，8為第二光纖稱合器的第三端口， 20為俞光纖。
進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)定本發(fā)明。
和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)
的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、客13、14構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)3連接關(guān)系為:在第一光纖耦合器7的兩端傳輸光纖21和第五傳輸光纖20 ；在第二光三傳輸光纖3和第四傳輸光纖，且第一光纖輸光纖2進(jìn)行連接；與第一個(gè)光纖耦合器7電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過第六傳輸光纖21進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖率禹合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖耦合器7，第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上。
[0040]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片不發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，但是第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值不發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0041]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值不發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0042]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0043]如圖3和圖4所示，所述有兩個(gè)光纖耦合器7和15其中，
[0044]所述第一光纖耦合器7的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口即:第一光纖耦合器的第一端口 8和第一光纖耦合器的第三端口 10位于第一光纖耦合器7的左側(cè)，第一光纖耦合器的第二端口 9和第一光纖耦合器的第四端口 11位于第一光纖耦合器7的右側(cè)；第一光纖耦合器的第一端口 8與第一根傳輸光纖I連接，第一光纖稱合器的第二端口 9與第二根傳輸光纖2連接，第一光纖耦合器的第三端口 10與第六根傳輸光纖21連接，第一光纖耦合器的第四端口 11與第五根傳輸光纖20連接；且每根傳輸光纖1、2、20、21的端面與第一光纖I禹合器7內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 8、9、11、10端面同軸；且所述第一光纖耦合器7的分光形式采用平均分光的形式；
[0045]所述第二光纖耦合器15的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，即:第二光纖稱合器的第一端口 16和第二光纖稱合器的第三端口 18位于第二光纖稱合器15的左偵U，第二光纖耦合器的第二端口 17位于第二光纖耦合器15的右側(cè)；第二光纖耦合器的第一端口 16與第二根傳輸光纖2連接，第二光纖耦合器的第二端口 17與第三根傳輸光纖3連接，第二光纖耦合器的第三端口 18與第四根傳輸光纖4連接；且每根傳輸光纖2、3、4、21的端面與第二光纖耦合器15內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 16、17、18端面同軸；且所述第二光纖耦合器15的分光形式采用平均分光的形式。
[0046]具體實(shí)施例時(shí)，所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為:
[0047]A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0048]B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0049]C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖；
[0050]D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖；
[0051]E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0052]F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0053]G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0054]H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0055]上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
[0056]具體實(shí)施例時(shí),所述每根傳輸光纖、光纖稱合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
[0057]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖的端面位于傳感片的中央?yún)^(qū)域。
[0058]如圖2所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感片5上設(shè)有反射膜6，且所述傳感片5采用含Si02的介質(zhì)材料傳感片。
[0059]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖米用石英玻璃制造的多模光纖。
[0060]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的中心波長為800nm。[0061]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的投射角度為+60°。
[0062]具體實(shí)施例時(shí)，所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為55ms。
[0063]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13的感光面積為2.25mm2。
[0064]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13可以將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號。
[0065]實(shí)施例2，圖1是本發(fā)明一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0066]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、六根傳輸光纖1、2、3、4、20、21和兩個(gè)光電探測器13、14構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片5和兩個(gè)光纖稱合器7、15,各個(gè)部件的連接關(guān)系為:在第一光纖稱合器7的兩端分別設(shè)有第一傳輸光纖1、第二傳輸光纖2、第六傳輸光纖21和第五傳輸光纖20 ;在第二光纖率禹合器15的兩端分別設(shè)有第二傳輸光纖2、第三傳輸光纖3和第四傳輸光纖,且第一光纖耦合器7與第二光纖耦合器15之間通過第二傳輸光纖2進(jìn)行連接；與第一個(gè)光纖耦合器7連接的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21分別與兩個(gè)光源連接，兩個(gè)光源逐次發(fā)送光信號通過第一傳輸光纖和第六傳輸光纖21進(jìn)行傳輸?shù)焦饴分小５谖甯鶄鬏敼饫w20的兩端分別與第一個(gè)光纖耦合器7和第一個(gè)光電探測器12進(jìn)行連接；第二光纖耦合器15通過第三根傳輸光纖3與傳感片5連接，第二光纖耦合器15通過第四根傳輸光纖4與第二個(gè)光電探測器13進(jìn)行連接。
[0067]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一光源發(fā)出的光信號通過第一傳輸光纖I進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖稱合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖稱合器7,第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過第六傳輸光纖21進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖率禹合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖耦合器7，第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上。
[0068]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片不發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，但是第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值不發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。[0069]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值不發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0070]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0071]如圖3和圖4所示，所述有兩個(gè)光纖耦合器7和15其中，
[0072]所述第一光纖耦合器7的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口即:第一光纖耦合器的第一端口 8和第一光纖耦合器的第三端口 10位于第一光纖耦合器7的左側(cè)，第一光纖耦合器的第二端口 9和第一光纖耦合器的第四端口 11位于第一光纖耦合器7的右側(cè)；第一光纖耦合器的第一端口 8與第一根傳輸光纖I連接，第一光纖稱合器的第二端口 9與第二根傳輸光纖2連接，第一光纖耦合器的第三端口 10與第六根傳輸光纖21連接，第一光纖耦合器的第四端口 11與第五根傳輸光纖20連接；且每根傳輸光纖1、2、20、21的端面與第一光纖I禹合器7內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 8、9、11、10端面同軸；且所述第一光纖耦合器7的分光形式采用平均分光的形式；
[0073]所述第二光纖耦合器15的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，即:第二光纖稱合器的第一端口 16和第二光纖稱合器的第三端口 18位于第二光纖稱合器15的左偵U，第二光纖耦合器的第二端口 17位于第二光纖耦合器15的右側(cè)；第二光纖耦合器的第一端口 16與第二根傳輸光纖2連接，第二光纖耦合器的第二端口 17與第三根傳輸光纖3連接，第二光纖耦合器的第三端口 18與第四根傳輸光纖4連接；且每根傳輸光纖2、3、4、21的端面與第二光纖耦合器15內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 16、17、18端面同軸；且所述第二光纖耦合器15的分光形式采用平均分光的形式。
[0074]具體實(shí)施例時(shí)，所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為:
[0075]A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0076]B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0077]C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0078]D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0079]E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0080]F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖耦合器第三端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0081]G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0082]H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0083]上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
[0084]具體實(shí)施例時(shí),所述每根傳輸光纖、光纖稱合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
[0085]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖散射出的光全部落入傳感片的傳感區(qū)域內(nèi)。
[0086]如圖2所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感片5上設(shè)有反射膜6，且所述傳感片5采用半導(dǎo)體材料傳感片。
[0087]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖采用石英玻璃制造的單模光纖。
[0088]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的中心波長為890nm。
[0089]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的投射角度為-30°。
[0090]具體實(shí)施例時(shí)，所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為51ms。
[0091]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13的感光面積為22.25m m2。
[0092]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13可以將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0093]實(shí)施例3，圖1是本發(fā)明一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0094]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、六根傳輸光纖1、2、3、4、20、21和兩個(gè)光電探測器13、14構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片5和兩個(gè)光纖稱合器7、15,各個(gè)部件的連接關(guān)系為:在第一光纖稱合器7的兩端分別設(shè)有第一傳輸光纖1、第二傳輸光纖2、第六傳輸光纖21和第五傳輸光纖20 ;在第二光纖率禹合器15的兩端分別設(shè)有第二傳輸光纖2、第三傳輸光纖3和第四傳輸光纖,且第一光纖耦合器7與第二光纖耦合器15之間通過第二傳輸光纖2進(jìn)行連接；與第一個(gè)光纖耦合器7連接的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21分別與兩個(gè)光源連接，兩個(gè)光源逐次發(fā)送光信號通過第一傳輸光纖和第六傳輸光纖21進(jìn)行傳輸?shù)焦饴分?。第五根傳輸光纖20的兩端分別與第一個(gè)光纖耦合器7和第一個(gè)光電探測器12進(jìn)行連接；第二光纖耦合器15通過第三根傳輸光纖3與傳感片5連接，第二光纖耦合器15通過第四根傳輸光纖4與第二個(gè)光電探測器13進(jìn)行連接。
[0095]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一光源發(fā)出的光信號通過第一傳輸光纖I進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖稱合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖稱合器7,第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過第六傳輸光纖21進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖率禹合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖耦合器7，第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上。
[0096]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片不發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，但是第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值不發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0097]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值不發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0098]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0099]如圖3和圖4所示，所述有兩個(gè)光纖耦合器7和15其中，
[0100]所述第一光纖耦合器7的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口即:第一光纖耦合器的第一端口 8和第一光纖耦合器的第三端口 10位于第一光纖耦合器7的左側(cè)，第一光纖耦合器的第二端口 9和第一光纖耦合器的第四端口 11位于第一光纖耦合器7的右側(cè)；第一光纖耦合器的第一端口 8與第一根傳輸光纖I連接，第一光纖稱合器的第二端口 9與第二根傳輸光纖2連接，第一光纖耦合器的第三端口 10與第六根傳輸光纖21連接，第一光纖耦合器的第四端口 11與第五根傳輸光纖20連接；且每根傳輸光纖1、2、20、21的端面與第一光纖I禹合器7內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 8、9、11、10端面同軸；且所述第一光纖耦合器7的分光形式采用平均分光的形式；
[0101]所述第二光纖耦合器15的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，即:第二光纖稱合器的第一端口 16和第二光纖稱合器的第三端口 18位于第二光纖稱合器15的左偵U，第二光纖耦合器的第二端口 17位于第二光纖耦合器15的右側(cè)；第二光纖耦合器的第一端口 16與第二根傳輸光纖2連接，第二光纖耦合器的第二端口 17與第三根傳輸光纖3連接，第二光纖耦合器的第三端口 18與第四根傳輸光纖4連接；且每根傳輸光纖2、3、4、21的端面與第二光纖耦合器15內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 16、17、18端面同軸；且所述第二光纖耦合器15的分光形式采用平均分光的形式。
[0102]具體實(shí)施例時(shí)，所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為:
[0103]A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0104]B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0105]C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖I禹合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0106]D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖；
[0107]E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0108]F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第三端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0109]G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;[0110]H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0111]上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
[0112]具體實(shí)施例時(shí)，所述每根傳輸光纖、光纖耦合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
[0113]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖的端面位于傳感片的中央?yún)^(qū)域。
[0114]如圖2所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感片5上設(shè)有反射膜6，且所述傳感片5光學(xué)晶體材料傳感片。
[0115]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖采用石英玻璃制造的多模光纖。
[0116]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的中心波長為lOOOnm。
[0117]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的投射角度為+45°。
[0118]具體實(shí)施例時(shí)，所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為150ms。
[0119]具體實(shí)施例時(shí)，所述光第一光電探測器12和第二光電探測器13的感光面積范圍為 62m m2。
[0120]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13可以將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號。
[0121]實(shí)施例4，圖1是本發(fā)明一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0122]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、六根傳輸光纖1、2、3、4、20、21和兩個(gè)光電探測器13、14構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片5和兩個(gè)光纖稱合器7、15,各個(gè)部件的連接關(guān)系為:在第一光纖稱合器7的兩端分別設(shè)有第一傳輸光纖1、第二傳輸光纖2、第六傳輸光纖21和第五傳輸光纖20 ;在第二光纖率禹合器15的兩端分別設(shè)有第二傳輸光纖2、第三傳輸光纖3和第四傳輸光纖,且第一光纖耦合器7與第二光纖耦合器15之間通過第二傳輸光纖2進(jìn)行連接；與第一個(gè)光纖耦合器7連接的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21分別與兩個(gè)光源連接，兩個(gè)光源逐次發(fā)送光信號通過第一傳輸光纖和第六傳輸光纖21進(jìn)行傳輸?shù)焦饴分小５谖甯鶄鬏敼饫w20的兩端分別與第一個(gè)光纖耦合器7和第一個(gè)光電探測器12進(jìn)行連接；第二光纖耦合器15通過第三根傳輸光纖3與傳感片5連接，第二光纖耦合器15通過第四根傳輸光纖4與第二個(gè)光電探測器13進(jìn)行連接。
[0123]如圖1所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一光源發(fā)出的光信號通過第一傳輸光纖I進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖稱合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖稱合器7,第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過第六傳輸光纖21進(jìn)入第一光纖耦合器7后分別通過第五根傳輸光纖20把光信號傳輸給第一個(gè)光電探測器12，通過第二根傳輸光纖2把光信號傳輸給第二光纖率禹合器15后通過第三根傳輸光纖3把光信號傳輸至傳感片5 ;第一個(gè)光電探測器12將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片5上設(shè)置的反射膜6將部分光信號通過第三根傳輸光纖3傳輸至第二個(gè)光電探測器13和第一光纖耦合器7，第二個(gè)光電探測器13將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器7將傳輸回來的光信號分別傳輸至與兩路光源對應(yīng)的第一傳輸光纖I和第六傳輸光纖21上。
[0124]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片不發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，但是第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值不發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0125]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值不發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0126]具體實(shí)施時(shí)，當(dāng)?shù)谝还庠床话l(fā)生變化，第二光源不發(fā)生變化，傳感片發(fā)生變化，傳感光路發(fā)生變化，導(dǎo)致第一光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第二光纖耦合器上的數(shù)值發(fā)生變化，第一光纖耦合器和第二光纖耦合器間的數(shù)值之間的計(jì)算值發(fā)生變化，判定該光源數(shù)值是正確的。
[0127]如圖3和圖4所示，所述有兩個(gè)光纖耦合器7和15其中，
[0128]所述第一光纖耦合器7的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口即:第一光纖耦合器的第一端口 8和第一光纖耦合器的第三端口 10位于第一光纖耦合器7的左側(cè)，第一光纖耦合器的第二端口 9和第一光纖耦合器的第四端口 11位于第一光纖耦合器7的右側(cè)；第一光纖耦合器的第一端口 8與第一根傳輸光纖I連接，第一光纖稱合器的第二端口 9與第二根傳輸光纖2連接，第一光纖耦合器的第三端口 10與第六根傳輸光纖21連接，第一光纖耦合器的第四端口 11與第五根傳輸光纖20連接；且每根傳輸光纖1、2、20、21的端面與第一光纖I禹合器7內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 8、9、11、10端面同軸；且所述第一光纖耦合器7的分光形式采用平均分光的形式；
[0129]所述第二光纖耦合器15的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，即:第二光纖稱合器的第一端口 16和第二光纖稱合器的第三端口 18位于第二光纖稱合器15的左偵U，第二光纖耦合器的第二端口 17位于第二光纖耦合器15的右側(cè)；第二光纖耦合器的第一端口 16與第二根傳輸光纖2連接，第二光纖耦合器的第二端口 17與第三根傳輸光纖3連接，第二光纖耦合器的第三端口 18與第四根傳輸光纖4連接；且每根傳輸光纖2、3、4、21的端面與第二光纖耦合器15內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口 16、17、18端面同軸；且所述第二光纖耦合器15的分光形式采用平均分光的形式。
[0130]具體實(shí)施例時(shí)，所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為:
[0131]A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0132]B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0133]C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖耦合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖；
[0134]D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0135]E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第三端口一第二光電探測器；
[0136]F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第三端口一第一光纖耦合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器；
[0137]G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第一端口 一第一傳輸光纖;
[0138]H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖I禹合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口 一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口 一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖I禹合器第一端口 一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口 一第一光纖稱合器第三端口 一第六傳輸光纖;
[0139]上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
[0140]具體實(shí)施例時(shí),所述每根傳輸光纖、光纖稱合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
[0141]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖散射出的光全部落入傳感片的傳感區(qū)域內(nèi)。
[0142]如圖2所示，一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感片5上設(shè)有反射膜6，且所述傳感片6采用光學(xué)晶體材料傳感片。
[0143]具體實(shí)施例時(shí)，所述傳輸光纖采用石英玻璃制造的多模光纖。
[0144]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的中心波長為999nm。[0145]具體實(shí)施例時(shí)，所述光源的投射角度為-55°。
[0146]具體實(shí)施例時(shí)，所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為0.32s。
[0147]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13的感光面積為80mm2。
[0148]具體實(shí)施例時(shí)，所述第一光電探測器12和第二光電探測器13可以將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0149]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，該光路結(jié)構(gòu)光纖鏈路無回路；結(jié)構(gòu)簡單，簡化了光路結(jié)構(gòu)；消除由于軸對中不準(zhǔn)造成的誤差；保障光纖損耗的一致性；消除光源由于各種因素產(chǎn)生的光強(qiáng)干擾的同時(shí)避免了光源由于老化引入的誤差；消除傳感光纖的各種因素的損耗和消除對光纖進(jìn)行抖動/干擾對系統(tǒng)策略的誤差。
[0150]盡管上文對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，是由光源、傳輸光纖和2個(gè)光電探測器構(gòu)成，其特征在于該光路結(jié)構(gòu)還設(shè)有傳感片和2個(gè)光纖耦合器，各個(gè)部件的連接關(guān)系為:在每個(gè)光纖耦合器的兩端分別設(shè)有傳輸光纖，且兩個(gè)光纖耦合器之間通過一根傳輸光纖連接；與第一個(gè)光纖耦合器連接的兩根傳輸光纖分別與兩個(gè)光源連接，另一根傳輸光纖與第一個(gè)光電探測器進(jìn)行連接；第二光纖耦合器通過一根傳輸光纖與傳感片連接，第二光纖耦合器通過一根傳輸光纖與第二個(gè)光電探測器進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一光源發(fā)出的光信號通過傳輸光纖進(jìn)入第一光纖耦合器后通過另外兩根傳輸光纖分別傳輸給第一個(gè)光電探測器和第二光纖耦合器后通過一根傳輸光纖傳輸至傳感片；第一個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片上設(shè)置的反射膜將部分光信號通過傳輸光纖傳輸至第二個(gè)光電探測器和第一光纖耦合器，第二個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器將傳輸回來的光信號分別傳輸至與光源對應(yīng)的傳輸光纖上；所述第二光源發(fā)出的光信號通過傳輸光纖進(jìn)入第一光纖耦合器后通過另外兩根傳輸光纖分別傳輸給第一個(gè)光電探測器和第二光纖耦合器后通過一根傳輸光纖傳輸至傳感片；第一個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；傳感片上設(shè)置的反射膜將部分光信號通過傳輸光纖傳輸至第二個(gè)光電探測器和第一光纖耦合器，第二個(gè)光電探測器將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行信號解調(diào)；第一光纖耦合器將傳輸回來的光信號分別傳輸至與光源對應(yīng)的傳輸光纖上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有兩個(gè)光纖耦合器其中， 所述第一光纖稱合器的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口，在每個(gè)端口上均與一根傳輸光纖連接，且每根傳輸光纖的端面與第一光纖耦合器內(nèi)設(shè)的相對應(yīng)的端口端面同軸；且所述第一光纖稱合器的分光形式米用平均分光的形式； 所述第二光纖耦合器的兩端分別設(shè)有兩個(gè)同向端口和一個(gè)單端端口，在每個(gè)端口上均與一根傳輸光纖連接，且傳輸光纖的端面與光纖耦合器內(nèi)設(shè)有的端口的端面同軸；且所述光纖耦合器的分光形式采用平均分光的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的光信號傳輸路徑為八條，分別為: A:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第三端口一第二光電探測器； B:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器； C:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第一端口一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口一第一光纖稱合器第一端口一第一傳輸光纖;D:第一光源發(fā)出的光信號一第一傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第一端口一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口一第一光纖稱合器第三端口一第六傳輸光纖; E:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第三端口一第二光電探測器； F:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第三端口一第一光纖率禹合器第四端口一第五傳輸光纖一第一光電探測器； G:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第一端口一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口一第一光纖稱合器第一端口一第一傳輸光纖; H:第二光源發(fā)出的光信號一第六傳輸光纖一第一光纖稱合器第一端口一第一光纖率禹合器第二端口一第二傳輸光纖一第二光纖稱合器第一端口一第二光纖稱合器第二端口一第三傳輸光纖一傳感片一第三傳輸光纖一第二光纖稱合器第二端口一第二光纖稱合器第一端口一第二傳輸光纖一第一光纖稱合器第二端口一第一光纖稱合器第三端口一第六傳輸光纖; 上述光路表示形式中，箭頭表示光信號傳遞的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述每根傳輸光纖、光纖耦合器、傳感片和光電探測器之間為無縫連接的方式進(jìn)行連接，且每根傳輸光纖與光纖耦合器及傳感片之間為同軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳輸光纖的端面位于傳感片的中央?yún)^(qū)域；所述傳輸光纖散射出的光全部落入傳感片的傳感區(qū)域內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳感片上設(shè)有反射膜，且所述傳感片采用含Si02的介質(zhì)材料傳感片、半導(dǎo)體材料傳感片或光學(xué)晶體材料傳感片中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳輸光纖采用石英玻璃制造的單模光纖或者采用石英玻璃制造的多模光纖中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述光源的中心波長范圍為SOOnm — IlOOnm ;所述光源的投射角度范圍為±1° — ±60° ;所述兩組光源為切換點(diǎn)亮形式，分別為本光路結(jié)構(gòu)提供光信號，其中兩組光源的切換時(shí)間為50ms至5s之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除光纖和光源影響的強(qiáng)度型光纖傳感器光路結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一光電探測器和第二光電探測器的感光面積范圍為2.25m m2—IOOmm2，且所述第一光電探測器和第二光電探測器可以將光信號轉(zhuǎn)換為電流/電壓等電能信號中的一種。
【文檔編號】G01D5/26GK103837171SQ201210477431
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】黃正宇, 榮寧 申請人:北京蔚藍(lán)仕科技有限公司