本发明专利技术公开了一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，包括上锯齿板、下锯齿板、A侧变形齿、B侧变形齿、第一信号光纤、第二信号光纤、第一1X2耦合器、测试单元和处理单元，上锯齿板和下锯齿板相对设置，A侧变形齿和B侧变形齿的数量均为多个，多个A侧变形齿均匀布设于上锯齿板的下表面上，多个B侧变形齿均匀布设于下锯齿板的上表面上，第一信号光纤和第二信号光纤并排夹持于A侧变形齿与B侧变形齿之间，第一信号光纤和第二信号光纤的模场直径的差异不小于5%；测试单元通过第一1X2耦合器与第一信号光纤和第二信号光纤的一端均连接，测试单元还与处理单元连接。本发明专利技术灵敏度高，具有更大的潜力适应复杂环境。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，包括上锯齿板、下锯齿板、A侧变形齿、B侧变形齿、第一信号光纤、第二信号光纤、第一1X2耦合器、测试单元和处理单元，上锯齿板和下锯齿板相对设置，A侧变形齿和B侧变形齿的数量均为多个，多个A侧变形齿均匀布设于上锯齿板的下表面上，多个B侧变形齿均匀布设于下锯齿板的上表面上，第一信号光纤和第二信号光纤并排夹持于A侧变形齿与B侧变形齿之间，第一信号光纤和第二信号光纤的模场直径的差异不小于5%；测试单元通过第一1X2耦合器与第一信号光纤和第二信号光纤的一端均连接，测试单元还与处理单元连接。本专利技术灵敏度高，具有更大的潜力适应复杂环境。【专利说明】基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置
本专利技术属于光纤传感
，涉及一种基于光信号强度变化的、通过采用两根或两根以上模场直径有差异的光纤来实现大动态范围光纤传感装置，具体涉及一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置。
技术介绍
光纤传感装器由于相对传统传感器具有诸多优点而成为当前国内外研究的热点之一，其中基于光信号强度变化的弯曲、微弯原理的传感装置相对于其他光纤传感器具有结构简单、光路封闭、成本低、易于构建分布式传感装置等优点。微弯光纤传感器虽已具有较大的测试动态范围，但在对滑坡、泥石流、地震、以及大型人工建筑物等大变形、长期的监测时，仍会遇到测试动态范围不足的问题，若能解决该问题，则一方面可以延长已敷设的微弯光纤传感装置使用寿命，又能大幅度降低使用、维护和系统的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，利用两根光纤的模场直径的不同，在相同波长下的光信号在两根相同弯曲或微弯下、两根光纤中传输时的损耗大小不同，从而可以扩展弯曲或微弯光纤传感装置的动态范围，即保持了弯曲或微弯光纤传感装置高精度的特点，又不影响其低成本的优点，为该类光纤传感装置的推广使用提供了良好的基础。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，其特征在于:包括上锯齿板、下锯齿板、A侧变形齿、B侧变形齿、第一信号光纤、第二信号光纤、第一 1X2耦合器、测试单元和处理单元，所述上锯齿板和下锯齿板相对设置，所述A侧变形齿和B侧变形齿的数量均为多个，多个所述A侧变形齿均匀布设于上锯齿板的下表面上，多个所述B侧变形齿均匀布设于下锯齿板的上表面上，所述A侧变形齿和B侧变形齿对应布设，所述第一信号光纤和第二信号光纤并排夹持于A侧变形齿与B侧变形齿之间，所述第一信号光纤和第二信号光纤的模场直径的差异不小于5% ;所述测试单元为光时域反射计或光源-光功率计，所述测试单元通过第一 1X2耦合器与第一信号光纤和第二信号光纤的一端均相连接，所述测试单元还与处理单元相连接。上述的基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，其特征在于:所述第一信号光纤和第二信号光纤的另一端通过第二 1X2耦合器均与测试单元相连接，所述第二 1X2耦合器还与处理单元相连接。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术大动态范围光纤传感装置，通过安置两个模场直径差异在5%以上的第一信号光纤和第二信号光纤，就可以大幅度的增加光纤传感装置的测试动态范围，提高了精度、延长了光纤传感装置的使用寿命。2、本专利技术不仅适用于弯曲或微弯类型的光纤传感装置，只要是基于光信号强度的、与光信号波长相关的光纤传感装置，均可采用上述装置来达到增加测试动态范围的目的。3、本专利技术大动态范围光纤传感装置，结构简单、精度高、使用寿命长，利于推广使用。综上所述，本专利技术结构简单、设计合理、灵敏度高、使用效果好，具有大动态范围的光纤传感装置，可以具有更大的潜力适应复杂的实际应用环境，具有更好的精度和更长的使用寿命。下面通过附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术第一种【具体实施方式】的结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为本专利技术第二种【具体实施方式】的结构示意图。附图标记说明:3-1—第一 1X2耦合器； 3-2—第二 1X2耦合器； 4-1—A侧变形齿；4-2一B侧变形齿；5—测试单兀；6-1—第一信号光纤；6-2一第二信号光纤；7—处理单兀；9-1一上锯齿板；9~2—下银齿板。【具体实施方式】实施例1如图1和图2所示，一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，包括上锯齿板9-1、下锯齿板9-2、A侧变形齿4-1、Β侧变形齿4_2、第一信号光纤6_1、第二信号光纤6-2、第一 1X2耦合器3-1、测试单元5和处理单元7，所述上锯齿板9_1和下锯齿板9_2相对设置，所述A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2的数量均为多个，多个所述A侧变形齿4-1均匀布设于上锯齿板9-1的下表面上，多个所述B侧变形齿4-2均匀布设于下锯齿板9-2的上表面上，所述A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设,所述第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2并排夹持于A侧变形齿4-1与B侧变形齿4-2之间，所述第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2的模场直径的差异不小于5% ;所述测试单兀5为光时域反射计或光源-光功率计，所述测试单兀5通过第一 1X2稱合器3-1与第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2的一端均相连接，所述测试单元5还与处理单元7相连接。本实施例中，第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2均夹持于上锯齿板9-1与下锯齿板9-2之间并同步变化，由于第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2的模场直径的差异，导致相同波长的光信号在相同的弯曲或微弯状态中其具有较大的衰减差异，当模场直径大的信号光纤在某一弯曲状态下衰减大到不允许光信号通过时，模场直径小的信号光纤仍可允许相同的光信号通过；反之，当模场直径大的信号光纤在某一弯曲状态下对光信号出现有衰减情况时，模场直径小的信号光纤对相同的弯曲状态下对光信号没有光的衰减，这样在第一信号光 纤6-1和第二信号光纤6-2并排夹持于上锯齿板9-1与下锯齿板9-2之间构成的弯曲传感单元被同时监测时，就可以扩大该光纤传感装置的监测的动态范围；当然可以通过增加更多的模场直径有差异的信号光纤来进一步增加该装置的动态范围。实施例2如图3所不,本实施例与实施例1不同的是:所述第一信号光纤6-1和第二信号光纤6-2的另一端通过第二 1X2耦合器3-2均与测试单元5相连接，所述第二 1X2耦合器3_2还与处理单元7相连接。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何限制，凡是根据本专利技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。【权利要求】1.一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，其特征在于:包括上锯齿板(9-1)、下锯齿板(9-2)、A侧变形齿(4-1)、B侧变形齿(4-2)、第一信号光纤(6-1)、第二信号光纤(6-2)、第一 1X2耦合器(3-1)、测试单元(5)和处理单元(7)，所述上锯齿板(9-1)和下锯齿板(9-2)相对设置，所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)的数量均为多个，多个所述A侧变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于模场直径差异的大动态范围光纤传感装置，其特征在于：包括上锯齿板（9‑1）、下锯齿板（9‑2）、A侧变形齿（4‑1）、B侧变形齿（4‑2）、第一信号光纤（6‑1）、第二信号光纤（6‑2）、第一1X2耦合器（3‑1）、测试单元（5）和处理单元（7），所述上锯齿板（9‑1）和下锯齿板（9‑2）相对设置，所述A侧变形齿（4‑1）和B侧变形齿（4‑2）的数量均为多个，多个所述A侧变形齿（4‑1）均匀布设于上锯齿板（9‑1）的下表面上，多个所述B侧变形齿（4‑2）均匀布设于下锯齿板（9‑2）的上表面上，所述A侧变形齿（4‑1）和B侧变形齿（4‑2）对应布设，所述第一信号光纤（6‑1）和第二信号光纤（6‑2）并排夹持于A侧变形齿（4‑1）与B侧变形齿（4‑2）之间，所述第一信号光纤（6‑1）和第二信号光纤（6‑2）的模场直径的差异不小于5%；所述测试单元（5）为光时域反射计或光源‑光功率计，所述测试单元（5）通过第一1X2耦合器（3‑1）与第一信号光纤（6‑1）和第二信号光纤（6‑2）的一端均相连接，所述测试单元（5）还与处理单元（7）相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兵，
申请(专利权)人：西安金和光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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