[发明专利]一种新型荧光光纤光栅传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤传感装置，特别是涉及一种新型荧光光纤光栅传感装置。

背景技术

基于传统的光纤特性，现有的分布式光纤传感装置主要有拉曼温度传感装置和布里渊散射传感装置，但这两种分布式传感装置价格较高，限制了其在实际工程中的推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种新型荧光光纤光栅传感装置。该新型荧光光纤光栅传感装置结构简单、使用方便、有效性强、生产成本低，便于推广使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型荧光光纤光栅传感装置，其特征在于：包括传感光纤、光源模块、光探测器模块和控制处理模块，所述光源模块通过光纤与1×2光耦合器的2口中的一端连接，1×2光耦合器的2口中的另一端与光探测器模块通过光纤连接，1×2光耦合器的1口端与传感光纤的一端连接，所述传感光纤的另一端安置有用于消除干扰的光信号的反射光消除装置，所述控制处理模块分别与光源模块和光探测器模块连接，所述控制处理模块连接有显示模块；所述传感光纤包括纤芯和折射率小于纤芯折射率的包层，所述包层内添加有荧光掺杂剂，且包层内材料的折射率经调制形成光栅，所述传感光纤的包层外还设置有一层折射率小于包层折射率的外包层。

上述的一种新型荧光光纤光栅传感装置，其特征在于：所述1×2光耦合器11的和光探测器模块10之间安置有光滤波器12，所述光滤波器12是滤除光源模块10发出的光信号的窄带滤波器，

上述的一种新型荧光光纤光栅传感装置，其特征在于：所述反射光消除装置是将传感光纤的一端浸泡在装有匹配液中的容器。

上述的一种新型荧光光纤光栅传感装置，其特征在于：所述反射光消除装置是用于将传感光纤的另一端缠绕为直径小于20毫米的一圈或一圈以上并固定的装置。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的光纤传感装置由于采用了荧光光纤光栅型的光纤，其可使用较简单的测试装置就可以实现分布式或准分布式的监测，大幅度降低了整个系统的成本，利于推广使用。

2、在本发明的光纤传感装置中，入射光信号在传感光纤中传输时，主要能量分布在纤芯，但仍有少量的光信号分布于包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射传感光纤的端部，并被在该端部的光探测装置获取，当传感光纤一处的待测物理量变化时，光探测装置获取荧光信号也发生了变化，根据荧光信号的变化和与入射光信号的时间关系，经过处理可得到待测物理量的变化大小和位置，从而实现分布式监测的目的，可以看出，本发明的光纤传感装置原理清晰、结构简单、操作方便，就有较好的市场前景。

3、在所述的包层的、距纤芯和包层分界面不大于5微米的区域没有添加荧光材料，则只有在传感光纤弯曲、微弯或传感光纤变形等条件下，入射光才会有部分耦合进入包层内并激发出荧光光波，当经过折射率调制的包层所形成的光栅的反射波长带与所述的荧光掺杂剂受激发出的荧光光信号的波长有重叠的部分，则包层所形成的光栅对包层内产生的荧光具有强烈的反射作用，并使部分荧光光波耦合进入纤芯返回光信号入射传感光纤的端部，并被在该端部的光探测装置获取，根据荧光信号的变化和与入射光信号的时间关系，经过处理可得到待测物理量的变化大小和位置，从而实现分布式监测的目的。可以看出，本发明的光纤传感装置原理清晰、结构简单、操作方便、适于范围广，就有较好的市场前景。

综上所述，本发明的新型荧光光纤光栅传感装置具有结构简单、成本低、用途广，可实现分布式或准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，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为图1中传感光纤的纵向截面的结构示意图。

图3为本发明实施例2的传感光纤的纵向截面结构示意图。

图4为本发明实施例3的结构示意图。

附图标记说明：

1-纤芯；            2-包层；             3-外包层；

4-内包层；          5-控制处理模块；     6-传感光纤；

7-反射光消除装置；  8-显示模块；         9-光源模块；