反射式差动强度调制光纤传感装置及其方法

摘要

本发明的目的在于提供反射式差动强度调制光纤传感装置及其方法，包括光源、光纤耦合器、光纤、反射器、光电探测器、计算机处理系统和差动相减处理系统。本发明在保证轴向响应的前坡分辨力和线性范围同时，既大大改善装置死区范围和轴向响应的后坡分辨力，又显著增强了系统抗干扰能力和线性范围。

主权项

反射式差动强度调制光纤传感方法，其特征是：(1)第一接收光纤和第二接收光纤分别布置在发射光纤两侧、接收发射光纤通过反射器反射回来的光信号，形成两路接收光路；(2)由两路接收光路得出不同位相的轴向响应信号的功率P1(d，d1)和P2(d，d2)以及具有不同位相的功率曲线： P 1 ( d , d 1 ) = 2 P 0 ( 1 - C ) π w 1 ( d ) 2 × ∫ df 1 - r 1 df 1 + r 1 e - r 2 / w 1 ( d ) 2 arccos ( r 2 + df 1 2 - r 1 2 2 rd f 1 ) rdr - - - ( 1 ) P 2 ( d , d 2 ) = 2 P 0 ( 1 - C ) π w 2 ( d ) 2 × ∫ df 2 - r 2 df 2 + r 2 e - r 2 / w 2 ( d ) 2 arccos ( r 2 + df 2 2 - r 2 2 2 rd f 2 ) rdr - - - ( 2 ) 式中，r为光场径向半径，w1(d)为第一接收光纤接受端面处光斑半径，w2(d)为第二接收光纤接受端面处光斑半径，光源的输出功率为P0，第一接收光纤纤芯半径为r1，接收光纤与第一发射光纤光轴中心距为df1，第二接收光纤纤芯半径为r2，接收光纤与第二发射光纤光轴中心距为df2，反射器的吸收系数为C，d1和d2分别为第一接收光纤和第二接收光纤接收端面和发射光纤出射端面错位量，di为发射光纤到反射器的距离，式(1)中d＝2di+d1，式(2)中d＝2di+d2；(3)将P1和P2差动相减，得出被测反射器因位移变化产生的输出功率PD及功率曲线。