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[發明專利]基于可編程光纖光柵的大動態范圍光纖傳感器在審

專利信息
申請號: 202010825377.6 申請日: 2020-08-17
公開(公告)號: CN112033445A 公開(公告)日: 2020-12-04
發明(設計)人: 鄧仕杰;張浩;王文思;張文濤;苑立波 申請(專利權)人: 桂林電子科技大學
主分類號: G01D5/353 分類號: G01D5/353
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 541004 廣西*** 國省代碼: 廣西;45
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摘要:
搜索關鍵詞: 基于 可編程 光纖 光柵 動態 范圍 傳感器
【權利要求書】:

1.一種基于可編程光纖光柵的大動態范圍光纖傳感器。其特征是:它由光源1、三端口光纖環形器2、基于磁流體的可編程光纖光柵3、光纖光柵解調裝置4、數據處理系統5和計算機6組成。所述系統中光源1發出光束通過傳輸光纖輸入三端口光纖環形器2后,經由傳輸光纖入射至基于磁流體的可編程光纖光柵3中,在基于磁流體的可編程光纖光柵3中傳輸的光將在每個光柵面處發生散射,滿足布拉格條件的光發生反射,其余波長的光透射,每個光柵平面反射回來的光累加后,經由三端口光纖環形器2進入光纖光柵解調裝置4,光纖光柵解調裝置4將輸入的光信號解調并發送至數據處理系統5,數據處理系統5得到光纖光柵中心波長值偏移量,并將其發送至計算機6中進行處理后得到傳感量變化與光纖光柵中心波長值偏移量之間的關系并顯示。

2.根據權利要求1所述的基于可編程光纖光柵的大動態范圍光纖傳感器。其特征是:所述的光源1需用大功率寬帶光源或者可調諧光源,可以是鎢絲燈泡,也可以是發光二極管和激光二極管中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的基于可編程光纖光柵的大動態范圍光纖傳感器。其特征是:所述的基于磁流體的可編程光纖光柵3由用戶控制端、恒流源、光柵周期控制系統、微型電磁鐵控制陣列、毛細管光纖、磁流體和微型電磁鐵貼片陣列等7部分組成。在纖芯內充滿磁流體的毛細管光纖的表面上貼附微型電磁鐵貼片陣列,微型電磁鐵貼片陣列中兩個微型電磁鐵貼片為一組,等間距的對稱分布在毛細管光纖的兩個側表面,由恒流源供電的微型電磁鐵控制陣列的每一個端口與微型電磁鐵貼片陣列中的每組微型電磁鐵貼片對應連接,通過用戶控制端可以控制光柵周期控制系統,使得微型電磁鐵貼片陣列控制微型電磁鐵貼片中每組微型電磁鐵貼片的通電狀態,同時利用磁流體在有外加磁場時,具有折射率可控的特點,使得毛細管光纖纖芯內部的磁流體的折射率形成周期性變化,進而實現光纖光柵周期可控的目的。傳感量(應變、應力或者溫度)變化會引起光纖光柵中心波長變化,當中心波長超出/低于原光柵反射/透射范圍時,通過對光纖光柵周期的編程,從而可以對傳感器的測量范圍進行調整,從而大幅度提高基于可編程光纖光柵的光纖傳感器的動態測量范圍。

4.根據權利要求1所述的基于可編程光纖光柵的大動態范圍光纖傳感器。其特征是:所述的光纖光柵解調裝置4是將以波長為編碼的光纖光柵傳感信號轉換為以電信號進行處理的裝置。光纖光柵解調裝置直接決定了傳感系統的精度、讀取速度等性能,從而決定了傳感系統的應用范圍領域。光纖光柵解調裝置4可以是有源解調技術(如干涉儀解調技術和可調諧濾波器解調技術),也可以是無源解調技術(如邊緣濾波器解調技術和匹配光柵解調技術)等裝置中的任何一種。

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