強度解調型光纖光柵加速度傳感器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種強度解調型光纖光柵加速度傳感器，包括質量塊、彈性臺、光纖光柵、光纖耦合器、寬帶光源和光電探測器；質量塊設置在彈性臺的上表面上；光纖光柵設置在彈性臺中且連接光纖耦合器；寬帶光源和光電探測器均連接光纖耦合器。光纖光柵包括相連的第一光纖光柵和第二光纖光柵；第一光纖光柵設置在彈性臺的中軸線上，第二光纖光柵穿過彈性臺的側壁連接光纖耦合器。本實用新型專利技術與解調功能基于一體，通過光電探測器探測的光強信號，制造成本低；本實用新型專利技術可以根據應用場合的要求，改變質量塊的重量來實現靈敏度和量程的變化；本實用新型專利技術結構簡單、解調成本低廉，可廣泛應用與各個加速度探測領域。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及光纖傳感技術，具體地，涉及一種強度解調型光纖光柵加速度傳感器。
技術介紹
光纖傳感技術是伴隨著光導纖維和光纖通信技術發展形成的一門嶄新的傳感技術。其中，光纖光柵是通過激光刻寫方法使光纖纖芯的折射率發生軸向周期性變化，是一種性能優異的光纖傳感元件。由于光纖光柵具有尺寸小、耐腐蝕、抗電磁干擾、能埋入智能材料等優點，并且其反射波長對溫度、應力/應變、折射率、濃度等外界環境的變化敏感，因此在光纖傳感領域得到了廣泛的應用目前，已報道的光纖光柵加速度傳感器，主要原理是外界加速度導致傳感器的彈性元件產生形變并導致光纖光柵波長發生變化，通過解調光纖光柵波長信息來實現加速度的測量。如，1996年，美國的Berkoff等人利用光纖光柵的壓力效應設計了光纖光柵加速度傳感器。傳感器的傳感結構主要由質量板、基板和復合材料組成，質量塊的慣性力作用下，埋在復合材料中的光纖光柵受到橫向力作用產生應變，從而導致光纖光柵的布拉格波長變化。此類光纖光柵傳感器需要配備昂貴的光纖光柵解調設備，如光纖光柵解調儀、光譜儀等，從而限制了光纖光柵的應用領域。近年，低成本的光纖光柵加速度傳感器及解調系統成為了國內外學者的研究熱點。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本技術的目的是提供一種強度解調型光纖光柵加速度傳感器。根據本技術提供的強度解調型光纖光柵加速度傳感器，包括質量塊、彈性臺、光纖光柵、光纖耦合器、寬帶光源和光電探測器；所述質量塊設置在所述彈性臺的上表面上；所述光纖光柵設置在所述彈性臺中且連接所述光纖耦合器；所述寬帶光源和所述光電探測器均連接所述光纖耦合器。優選地，所述光纖光柵包括相連的第一光纖光柵和第二光纖光柵；所述第一光纖光柵設置在所述彈性臺的中軸線上，所述第二光纖光柵穿過所述彈性臺的側壁連接所述光纖耦合器。優選地，所述彈性臺采用彈性圓臺，所述彈性圓臺采用聚合物材料制成。優選地，所述彈性臺的上表面與所述質量塊下表面的形狀相同。優選地，所述質量塊呈柱體。優選地，還包括多條固定筋，所述固定筋垂直連接所述第一光纖光柵，多條固定筋沿所述第一光纖光柵的軸向均勻分布。與現有技術相比，本技術具有如下的有益效果：1、本技術與解調功能基于一體，通過光電探測器探測的光強信號，制造成本低；2、本技術可以根據應用場合的要求，改變質量塊的重量來實現靈敏度和量程的變化；3、本技術結構簡單、解調成本低廉，可廣泛應用與各個加速度探測領域。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本技術的結構示意圖。圖中：1為質量塊；2為彈性圓臺；3為光纖光柵；4為光纖耦合器；5為寬帶光源；6為光電探測器。具體實施方式下面結合具體實施例對本技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本技術，但不以任何形式限制本技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本技術的保護范圍。如圖1所示，在本實施例中，本技術提供的強度解調型光纖光柵加速度傳感器，包括質量塊1、彈性臺、光纖光柵3、光纖耦合器4、寬帶光源5和光電探測器6。所述質量塊1設置在所述彈性臺的上表面上，具體為所述質量塊1粘接所述彈性臺；所述光纖光柵3設置在所述彈性臺中且連接所述光纖耦合器4；所述寬帶光源5和所述光電探測器6均連接所述光纖耦合器4。具體為，光纖光柵3預埋在彈性圓臺2的中軸線位置，光纖光柵3的尾纖從彈性平臺2的側面引出，并連接光纖耦合器4的相連，光纖耦合器4的另外一側的兩根光纖分別與寬帶光源5和光電探測器6相連。所述光纖光柵3包括相連的第一光纖光柵和第二光纖光柵；所述第一光纖光柵設置在所述彈性臺的中軸線上，所述第二光纖光柵穿過所述彈性臺的側壁連接所述光纖耦合器4。所述彈性臺采用彈性圓臺2，所述彈性圓臺2采用彈性形變較好和形變重復性較好的聚合物材料制成。具體為，所述彈性圓臺2選用合適的楊氏模量的復合材料，要求本技術在振動的過程中，彈性圓臺2自身產生的形變要遠小于質量塊1給彈性圓臺2造成的形變及可以忽略彈性圓臺2在振動過程中自行產生的形變。所述彈性臺的上表面與所述質量塊1下表面的形狀相同。所述質量塊1呈柱體。并且根據本技術的靈敏度要求，可以增加質量塊1的重量。本技術提供的強度解調型光纖光柵加速度傳感器還包括多條固定筋，所述固定筋垂直連接所述第一光纖光柵，多條固定筋沿所述第一光纖光柵的軸向均勻分布。本技術提供的強度解調型光纖光柵加速度傳感器的具體工作原理如下所示：當寬帶光源5的光經過光纖耦合器4進入光纖光柵3，光纖光柵3會反射信號光，信號光經過光纖耦合器4進入光電探測器6。當傳感器受外界加速度影響時，質量塊1會給彈性平臺2施加作用力，導致彈性平臺沿中軸線產生一個漸變的應變場。由于光纖光柵3是預埋于彈性圓臺2的中軸線位置，導致光纖光柵3產生啁啾現象，反射譜帶寬ΔB發生變化，從而改變光纖光柵的反射光功率。通過光電探測器解調反射的光功率來實現光纖光柵加速度信號的探測。以上對本技術的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本技術并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本技術的實質內容。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種強度解調型光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，包括質量塊、彈性臺、光纖光柵、光纖耦合器、寬帶光源和光電探測器；所述質量塊設置在所述彈性臺的上表面上；所述光纖光柵設置在所述彈性臺中且連接所述光纖耦合器；所述寬帶光源和所述光電探測器均連接所述光纖耦合器。

【技術特征摘要】
1.一種強度解調型光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，包括質量塊、彈性臺、
光纖光柵、光纖耦合器、寬帶光源和光電探測器；
所述質量塊設置在所述彈性臺的上表面上；所述光纖光柵設置在所述彈性臺中且連
接所述光纖耦合器；
所述寬帶光源和所述光電探測器均連接所述光纖耦合器。
2.根據權利要求1所述的強度解調型光纖光柵加速度傳感器，其特征在于，所述
光纖光柵包括相連的第一光纖光柵和第二光纖光柵；
所述第一光纖光柵設置在所述彈性臺的中軸線上，所述第二光纖光柵穿過所述彈性
臺的側壁連接所述光纖耦合器。
3.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁智，王永安，施招揚，楊樟成，
申請(專利權)人：浙江大學城市學院，上海森珀光電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33