[发明专利]一种基于多芯光纤传感器的复合探测装置

权利要求书

1.一种基于多芯光纤传感器的复合探测装置，其特征在于：包括光源模块、光纤耦合模块、传感探测光纤模块、成像光纤模块、传感解调模块、光电转换模块、信号处理模块和上位机；

所述光源模块用于产生传感探测光纤和成像光纤模块所需的宽带光信号并传输至光纤耦合模块；

所述光纤耦合模块用于将宽带光信号耦合成两束宽带光信号：探测信号和成像信号，将探测信号传输至传感探测光纤模块，将成像信号传输至成像光纤模块；

所述传感探测光纤模块包括探测光纤，其用于探测待测对象的弯曲度、温度、折射率和应力信息并发送至传感解调模块，所述传感解调模块用于解调传感探测光纤模块发送的透射光信号并通过信号处理模块发送至上位机；

所述成像光纤模块包括成像探测 光纤(14)，所述成像光纤模块用于测量待测对象的图像信息发送至光电转换模块，所述光电转换模块用于将成像光纤模块的光信号转换为电信号，再发送至信号处理模块；所述信号处理模块将接受到的两路电信号，进行信号处理后传输至上位机；

所述传感探测光纤包括顺次连接的第一单模光纤(1)、第一三芯光纤(2)和第二单模光纤(3)，所述第一单模光纤(1)的纤芯与第一三芯光纤(2)的偏芯纤芯错位熔接，所述第二单模光纤(3)的纤芯与第一三芯光纤(2)的偏芯纤芯错位熔接，当第一单模光纤(1)纤芯内的第一基模光信号(4)通过第一单模光纤(1)与第一三芯光纤(2)的熔接面时，被耦合成的第一三芯光纤(2)内的第二基模光信号(5)和第一包层模光信号(6)，所述第二基模光信号(5)和第一包层模光信号(6)通过第一三芯光纤(2)和第二单模光纤(3)的熔接面时，被耦合成第二单模光纤(3)内的第三基模光信号(7)，第二单模光纤(3)的纤芯内还设置有一光栅(13)；

所述成像光纤包括顺次连接的第三单模光纤(8)、第二三芯光纤(9)和第四单模光纤(10)，所述第三单模光纤(8)、第四单模光纤(10)的纤芯均与第二三芯光纤(9)的中轴线纤芯熔接；

所述第三单模光纤(8)内的第四基模光信号(11)通过第三单模光纤(8)与第二三芯光纤(9)的熔接面后，进入第二三芯光纤(9)的中轴线纤芯，再通过第二三芯光纤(9)和第四单模光纤(10)的熔接面，进入第四单模光纤(10)，成为第五基模光信号(12)。

2.如权利要求1所述的一种基于多芯光纤传感器的复合探测装置，其特征在于：所述成像光纤模块还包括光纤准直器(15)、振镜(16)和空间光学透镜(17)，光信号从所述成像探测光纤(14)透射进入光纤准直器(15)聚焦在振镜(16)上，振镜(16)将光信号反射至空间光学透镜(17)，从空间光学透镜(17)透 射出的光信号投射在待测样品表面，待测样品反射和散射的光信号通过空间光学透镜(17)聚焦至振镜(16)，反射至光纤准直器(15)，再从成像探测光纤(14)投射，经过光纤耦合模块、光电转换模块、信号处理模块进入上位机。