一种多向速度感知的微型多芯光纤探头及多向测速装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多向速度感知的微型多芯光纤探头及多向测速装置，属于激光探测和测速技术领域。包括：连续光源、第一光分路器、脉冲光源、调制器、第一光波分复用器、n个光环形器、多芯光纤扇入扇出器、探头、第二光波分复用器、轴向光电探测器、第二光分路器、m个径向光电探测器；通过将探头中不同位置的纤芯进行组合，可形成多个速度信息采集通道：探头由m个径向纤芯组组成、纤芯总数为n，径向纤芯组所在的m条直线交叉于1号纤芯轴线，1号纤芯用作轴向感知，径向纤芯组用作轴向感知，轴向光电探测器以及径向光电探测器用于向上位机输出信号，上位机根据计算需求作轴向以及径向的速度计算，本发明专利技术实现多个方向的同步速度测算。本发明专利技术实现多个方向的同步速度测算。

【技术实现步骤摘要】
一种多向速度感知的微型多芯光纤探头及多向测速装置


[0001]本专利技术涉及激光探测和测速
，尤其涉及一种多向速度感知的微型多芯光纤探头及多向测速装置。

技术介绍

[0002]光学测量是精确、灵敏的光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。然而，传统的光学探头面临探头结构复杂，体积较大，成本高昂的问题，其原因在于：第一，探头往往包含较多的部件，例如光发射模块、光接收模块、机械式旋转电机等多个模块；第二，探头内部多个分立的光学器件、光学通道之间严格的耦合与匹配，需要大量精确、耗时的组装与调教工作，例如光发射模块与光接收模块之间形成的空间光通道需要大量精确、耗时的设置与调整从而提高光的耦合效率。
[0003]激光测速是较为精准的测速方式，其具有光源稳定、入射信号误差微小的特点，直接采用光学器件搭建多维激光测速装置，需要安装多个装置以完成不同轴向的测速，因此，在需要进行多维测速时，安装过程会比较复杂、占用空间过大，不够方便快捷。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种多向速度感知的微型多芯光纤探头及多向测速装置，可进行同步多维测速，具有结构简单、体积小的特点，占用空间小、使用便捷。
[0005]本专利技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种多向速度感知的微型多芯光纤探头，包括：连续光源(1)、第一光分路器(2)、脉冲光源(3)、调制器(4)、第一光波分复用器(5)、n个光环形器[6
‑
1～6
‑
n]、多芯光纤扇入扇出器(7)、探头(8)、第二光波分复用器(9)、轴向光电探测器(10)、第二光分路器(11)、m个径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]；
[0007]所述探头(8)由m个呈直线排列的径向纤芯组[a1～a
m
]组成、纤芯总数为n，所述径向纤芯组[a1～a
m
]所在的m条直线[a1～am]交叉点位于1号纤芯轴线上，其中所述1号纤芯既是所述径向纤芯组[a1～a
m
]的公用纤芯、又用作轴向感知，所述径向纤芯组[a1～a
m
]中各所述纤芯具有光信号发射和接收能力，所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]用于接收对应编号的所述径向纤芯组[a1～a
m
]的反射光信号；
[0008]所述连续光源(1)连接所述光分路器(2)的输入端，所述光分路器(2)具有输出端口[2
‑
1～2
‑
n]，其中，所述光分路器(2)的输出端口(2
‑
1)连接到所述第一光波分复用器(5)的第一输端，所述第一光波分复用器(5)的输出端连接所述多芯光纤扇入扇出器7的输入端口(7
‑
1)，所述光分路器(2)的输出端口[2
‑
2～2
‑
n]按照编号顺序对应连接所述光环形器[6
‑
2～6
‑
n]的发射端，所述光环形器[6
‑
2～6
‑
n]的公共端按照编号顺序对应连接所述多芯光纤扇入扇出器7的输入端口[7
‑
2～7
‑
n]；所述多芯光纤扇入扇出器7的输出端口连接所述探头(8)，使所述光分路器(2)、所述光环形器[6
‑
1～6
‑
n]、所述多芯光纤扇入扇出器7以及n个所述纤芯对应建立光通路，其中，所述1号纤芯对应连接所述输入端口(7
‑
1)；
[0009]所述脉冲光源(3)、所述调制器(4)、所述第一光波分复用器(5)的第二输入端依次连接；
[0010]所述光环形器(6
‑
1)的接收端连接所述第二光波分复用器(9)的输入端，所述第二光波分复用器(9)的第一输出端连接所述轴向光电探测器(10)、输出类型为脉冲型信号，所述第二光波分复用器(9)的第二输出端连接所述第二光分路器(11)的输入端、输出类型为连续型信号，所述第二光分路器(11)的m个输出端分别对应连接m个所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]；所述光环形器[6
‑
2～6
‑
n]的接收端按照所在的径向纤芯组[a1～a
m
]编号连接至对应的所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]；
[0011]所述轴向光电探测器(10)以及所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]用于连接上位机、以及向所述上位机输出电信号，所述轴向光电探测器(10)输出的信号用于计算轴向速度，所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]输出的信号用于计算所述直线[a1～am]方向的速度；
[0012]在光信号发射过程中，所述连续光源(1)输出连续型激光信号，经所述第一光分路器(2)分成n路光束，其中第1路光束与所述脉冲光源(3)的脉冲型激光信号经所述第一光波分复用器(5)处理后输出进入所述光环形器(6
‑
1)，第2～n路光束直接进入对应编号的所述光环形器[6
‑
2～6
‑
n]，所述光环形器[6
‑
1～6
‑
n]的各所述公共端输出的光信号经所述多芯光纤扇入扇出器7对应输入至所述探头(8)的各所述纤芯；
[0013]在光信号接收过程中，所述探头(8)的各所述纤芯接收反射光信号，其中，所述2～n号纤芯接收的所述反射光信号依次经过所述多芯光纤扇入扇出器7、对应编号的所述光环形器[6
‑
2～6
‑
n]、到达对应编号的所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]，所述1号纤芯的所述反射光信号经所述多芯光纤扇入扇出器7、所述光环形器(6
‑
1)、到达所述第二光波分复用器(9)，所述第二光波分复用器(9)将分离所述反射光信号所得的所述连续型信号输出给所述第二光分路器(11)，经所述第二光分路器(11)分为m路光束输入至所述径向光电探测器[12
‑
1～12
‑
m]，所述第二光波分复用器(9)将分离所述反射光信号所得的所述脉冲型信号输出给所述轴向光电探测器(10)。
[0014]较优地，所述探头由n个所述纤芯、提供纤芯嵌位的包层、包裹在所述包层外表面的涂覆层、以及安装在所述涂覆层外表面上的保护壳组成。
[0015]较优地，所述连续光源(1)与所述脉冲光源(3)的光波长不同。
[0016]较优地，同一径向纤芯组内各个所述纤芯的间距相同。
[0017]较优地，所述保护壳选用高硬度材质。
[0018]较优地，所述微型多芯光纤探头中各器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多向速度感知的微型多芯光纤探头，其特征在于，包括：连续光源(1)、第一光分路器(2)、脉冲光源(3)、调制器(4)、第一光波分复用器(5)、n个光环形器[6
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1～6
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n]、多芯光纤扇入扇出器(7)、探头(8)、第二光波分复用器(9)、轴向光电探测器(10)、第二光分路器(11)、m个径向光电探测器[12
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1～12
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m]；所述探头(8)由m个呈直线排列的径向纤芯组[a1～a
m
]组成、纤芯总数为n，所述径向纤芯组[a1～a
m
]所在的m条直线[a1～am]交叉点位于1号纤芯轴线上，其中所述1号纤芯既是所述径向纤芯组[a1～a
m
]的公用纤芯、又用作轴向感知，所述径向纤芯组[a1～a
m
]中各所述纤芯具有光信号发射和接收能力，所述径向光电探测器[12
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1～12
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m]用于接收对应编号的所述径向纤芯组[a1～a
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]的反射光信号；所述连续光源(1)连接所述光分路器(2)的输入端，所述光分路器(2)具有输出端口[2
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1～2
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n]，其中，所述光分路器(2)的输出端口(2
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1)连接到所述第一光波分复用器(5)的第一输端，所述第一光波分复用器(5)的输出端连接所述多芯光纤扇入扇出器7的输入端口(7
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1)，所述光分路器(2)的输出端口[2
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2～2
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n]按照编号顺序对应连接所述光环形器[6
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n]的发射端，所述光环形器[6
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2～6
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n]的公共端按照编号顺序对应连接所述多芯光纤扇入扇出器7的输入端口[7
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2～7
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n]；所述多芯光纤扇入扇出器7的输出端口连接所述探头(8)，使所述光分路器(2)、所述光环形器[6
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1～6
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n]、所述多芯光纤扇入扇出器7以及n个所述纤芯对应建立光通路，其中，所述1号纤芯对应连接所述输入端口(7
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1)；所述脉冲光源(3)、所述调制器(4)、所述第一光波分复用器(5)的第二输入端依次连接；所述光环形器(6
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1)的接收端连接所述第二光波分复用器(9)的输入端，所述第二光波分复用器(9)的第一输出端连接所述轴向光电探测器(10)、输出类型为脉冲型信号，所述第二光波分复用器(9)的第二输出端连接所述第二光分路器(11)的输入端、输出类型为连续型信号，所述第二光分路器(11)的m个输出端分别对应连接m个所述径向光电探测器[12
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m]；所述光环形器[6
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n]的接收端按照所在的径向纤芯组[a1～a
m
]编号连接至对应的所述径向光电探测器[12
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m]；所述轴向光电探测器(10)以及所述径向光电探测器[12
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m]用于连接上位机、以及向所述上位机输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鑫，蔡玉琴，马兰，郭明媚，南冬妮，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：