专利名称：一种圆柱形微弯调制器及包括该调制器的光纤微弯传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤传感技术领域，主要适用于一种圆柱形微弯调制器及包括该调制器的光纤微弯传感器。
背景技术：
光纤微弯传感器是根据光纤的微弯损耗现象而设计的，其原理是根据光纤受被测参量调制而发生弯曲产生微弯损耗，通过探测光纤中传输光功率的损耗而检测被测参量。当外界被测参量发生变化时，使得光纤发生周期性的微弯，并且弯曲程度发生变化，这时光纤中通过的光信号损耗就会发生变化，由此可检测被测参量的变化。光纤微弯传感器是由光源、微弯调制器、光纤、光功率计等部分组成。由于该光纤传感器结构简单、易于实用化，受到广泛关注，该原理已被研究开发用于位移、压力、加速度、应变、声波等参量的检测中。目前已被采用的微弯调制器结构有锯齿形、波纹形、螺旋形、弹性圆柱或圆筒形、框架式、交架式等多种形式。最常见的齿条式微弯传感结构，该结构的灵敏度很大程度上决定于微弯光纤的长度和两个齿子之间的距离，当齿距达到最佳步长时，能使模式之间达到最大的耦合效果，使纤芯中的导模最大程度的转变为包层中的泄漏模，此时的弯曲损耗最大，传感器具有最佳灵敏度，但是齿形板不可能做得非常的长，这种结构的灵敏度还是不够高。在实际应用中，当位移较小时，采用螺旋管式的微弯传感器结构更优越，此时测量板的位移量与光纤传输的光功率变化量基本成线性关系，这给信息的提取和处理带来很大方便，螺旋式微弯传感器虽然增加了微弯的长度，但是由于每个微弯之间的距离远远超过了模式之间的最佳耦合周期，因而也不能达到最佳的耦合效果，其灵敏度就达不到更好的效果。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种圆柱形微弯调制器及包括该调制器的光纤微弯传感器，它不仅增加了微弯光纤的长度，而且通过锯齿与齿槽的耦合，提高了传感的灵敏度。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种圆柱形微弯调制器，包括圆柱形内壳、外壳、锁紧装置；在所述圆柱形内壳的侧面上，垂直于圆柱形内壳的底面开设有齿槽；所述外壳为侧面带锯齿的柱体；圆柱形内壳上的齿槽与外壳上的锯齿相互匹配；所述锁紧装置将圆柱形内壳与外壳连接固定，且外壳上的锯齿正好压入圆柱形内壳上的齿槽中。上述方案中，所述锁紧装置包括螺钉；在所述圆柱形内壳的侧面上还开设有螺纹限位孔，在所述外壳侧面上开设有螺钉安装孔；所述螺钉穿过所述螺钉安装孔与所述螺纹限位孔安装。上述方案中，所述锁紧装置还包括弹簧；在所述圆柱形内壳的侧面上的螺纹限位孔的周围开设有弹簧放置内槽，在所述外壳带锯齿的侧面上的螺钉安装孔的周围开设有弹簧放置外槽，所述弹簧放置内槽与所述弹簧放置外槽相互匹配；所述弹簧套在所述螺钉脚上，且设置在弹簧放置内槽与弹簧放置外槽之间。上述方案中，所述螺钉安装孔的孔壁为光滑的。上述方案中，所述外壳上的锯齿为三棱柱。上述方案中，在所述圆柱形内壳上开设有至少一螺纹安装孔。本实用新型还提供了一种光纤微弯传感器，包括上述方案中的圆柱形微弯调制器、光纤、光源、光功率计；所述光纤缠绕在所述圆柱形微弯调制器的圆柱形内壳的侧面上，光纤的两端各自分别连接所述光源和所述光功率计。上述方案中，所述圆柱形微弯调制器的外壳侧面上两相邻锯齿之间距离为最佳齿距；计算公式如下
权利要求1.一种圆柱形微弯调制器，其特征在于，包括圆柱形内壳、外壳、锁紧装置；在所述圆柱形内壳的侧面上，垂直于圆柱形内壳的底面开设有齿槽；所述外壳为侧面带锯齿的柱体；圆柱形内壳上的齿槽与外壳上的锯齿相互匹配；所述锁紧装置将圆柱形内壳与外壳连接固定，且外壳上的锯齿正好压入圆柱形内壳上的齿槽中。
2.如权利要求I所述的圆柱形微弯调制器，其特征在于，所述锁紧装置包括螺钉；在所述圆柱形内壳的侧面上还开设有螺纹限位孔，在所述外壳侧面上开设有螺钉安装孔；所述螺钉穿过所述螺钉安装孔与所述螺纹限位孔安装。
3.如权利要求2所述的圆柱形微弯调制器，其特征在于，所述锁紧装置还包括弹簧；在所述圆柱形内壳的侧面上的螺纹限位孔的周围开设有弹簧放置内槽，在所述外壳带锯齿的侧面上的螺钉安装孔的周围开设有弹簧放置外槽，所述弹簧放置内槽与所述弹簧放置外槽相互匹配；所述弹簧套在所述螺钉脚上，且设置在弹簧放置内槽与弹簧放置外槽之间。
4.如权利要求2或3所述的圆柱形微弯调制器，其特征在于，所述螺钉安装孔的孔壁为光滑的。
5.如权利要求I或3所述的圆柱形微弯调制器，其特征在于，所述外壳上的锯齿为三棱柱。
6.如权利要求1、2、3中任意一项所述的圆柱形微弯调制器，其特征在于，在所述圆柱形内壳上开设有至少一螺纹安装孔。
7.一种光纤微弯传感器，其特征在于，包括由权利要求1、2、3中任意一项所述的圆柱形微弯调制器、光纤、光源、光功率计；所述光纤缠绕在所述圆柱形微弯调制器的圆柱形内壳的侧面上，光纤的两端各自分别连接所述光源和所述光功率计。
8.如权利要求7所述的光纤微弯传感器，其特征在于，所述圆柱形微弯调制器的外壳侧面上两相邻锯齿之间距离为最佳齿距；计算公式如下
9.如权利要求7所述的光纤微弯传感器，其特征在于，所述光源为宽谱光源。
10.如权利要求7所述的光纤微弯传感器，其特征在于，所述圆柱形微弯调制器的圆柱形内壳的底面半径与所述光纤纤芯半径的比值大于100。
专利摘要本实用新型涉及光纤传感技术领域，公开了一种圆柱形微弯调制器及包括该调制器的光纤微弯传感器，包括圆柱形内壳、外壳、锁紧装置；在圆柱形内壳的侧面上，垂直于圆柱形内壳的底面开设有齿槽；外壳为侧面带锯齿的柱体；圆柱形内壳上的齿槽与外壳上的锯齿相互匹配；锁紧装置将圆柱形内壳与外壳连接固定，且外壳上的锯齿正好压入圆柱形内壳上的齿槽中。本实用新型不仅增加了微弯光纤的长度，而且通过锯齿与齿槽的耦合，提高了传感的灵敏度。灵敏度可以根据要求通过改变锯齿的个数进行调整。本实用新型结构简单，效果明显，实用性强。
文档编号G01D5/353GK202485696SQ20122012502
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者张林秀, 徐军 申请人:华中科技大学
