光纖光柵傳感實驗儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種光纖光柵傳感實驗儀，包括寬帶光源、解調儀、懸臂梁、2*2耦合器、FC適配器、數(shù)據(jù)處理裝置及多個光纖光柵傳感器。寬帶光源的輸出端與2*2耦合器其中一個輸入端連接，2*2耦合器的兩個輸出端分別接到解調儀的輸入端和FC適配器，解調儀與數(shù)據(jù)處理裝置連接。所述懸臂梁包括底座、FC輸入接口、等強度梁、FC輸出接口、間隔設在底座上的左立柱和右立柱，等強度梁的一端與左立柱連接，另一端為自由端，且位于測微絲桿下方，靠近右立柱的等強度梁的一端懸掛負載盤，等強度梁上安裝有光纖光柵應變傳感器或光纖光柵溫度傳感器。本實用新型可以將位移測量、應變測量和負荷測量融為一體進行學習和研究，簡單方便，直觀易懂。
【專利說明】光纖光柵傳感實驗儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光纖光柵傳感實驗儀。
【背景技術】
[0002]光纖光柵是利用光纖材料的光敏性(外界入射光子和纖芯內鍺離子相互作用引起折射率的永久性變化)，在纖芯內形成空間相位光柵，其作用實質上是在纖芯內形成一個窄帶的(投射或反射)濾波器，使得光在其中的傳播行為得以改變和控制。
[0003]光纖光柵傳感技術是發(fā)展最為迅速、最有發(fā)展前途、最具有代表性的光纖傳感技術之一。它以其自身獨特的優(yōu)勢備受青睞，加之近年來光纖通信無源器件的發(fā)展，更拓寬了光纖光柵傳感技術的應用領域，使其一直是人們研究的熱點。
[0004]傳統(tǒng)的光纖光柵測量裝置對于位移、負荷和應變的測試則對應的需要光纖光柵位移傳感器、光纖光柵負荷傳感器和光纖光柵應變傳感器三種，成本高且實現(xiàn)復雜。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型提供一種結構簡單實用的光纖光柵傳感實驗儀，可以進行傳感溫度、微載荷和微位移等物理量的實驗研究，而且可以將位移測量、應變測量和負荷測量融為一體進行學習和研究，簡單方便，直觀易懂。
[0006]一種光纖光柵傳感實驗儀，包括寬帶光源、解調儀、懸臂梁、2*2耦合器、FC適配器、數(shù)據(jù)處理裝置及多個光纖光柵傳感器，寬帶光源的輸出端與2*2耦合器其中一個輸入端連接，2*2耦合器的兩個輸出端分別接到解調儀的輸入端和FC適配器，解調儀與數(shù)據(jù)處理裝置連接；所述懸臂梁包括底座、FC輸入接口、等強度梁、FC輸出接口、間隔設在底座上的左立柱和右立柱，等強度梁的一端與左立柱連接，另一端為自由端，且位于測微絲桿下方，靠近右立柱的等強度梁的一端懸掛負載盤，等強度梁上安裝有光纖光柵應變傳感器或光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應變傳感器或光纖光柵溫度傳感器與FC輸入接口和FC輸出接口連接，F(xiàn)C適配器通過光跳線接到FC輸入接口，F(xiàn)C輸出接口通過光跳線接到所述多個串聯(lián)連接的光纖光柵傳感器。
[0007]如上所述的光纖光柵傳感實驗儀，測微絲桿安裝在右立柱頂部的端板上，測微絲桿從上往下頂在等強度梁上表面。
[0008]本實用新型將光纖色散解調技術結合懸臂梁的應用，可以方便的利用光纖光柵應變傳感器對位移、負荷及應變進行測試，而傳統(tǒng)的測量裝置對于位移、負荷和應變的測試則對應的需要光纖光柵位移傳感器、光纖光柵負荷傳感器和光纖光柵應變傳感器三種，成本高且實現(xiàn)復雜；本實用新型可以方便的利用光纖光柵傳感器進行分布式測量，測量點可達15個，而傳統(tǒng)的解調儀一般只能進行單點的測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型光纖光柵傳感實驗儀的結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新懸臂梁的結構示意圖。
[0011]圖中:1 一寬帶光源，2—解調儀，3—懸臂梁，4 一 2*2耦合器，5 — FC適配器，6—數(shù)據(jù)處理裝置，3-1—底座，3-2—FC輸入接口，3-3—左立柱，3_4—光纖光柵應變傳感器，3_5—等強度梁，3-6一測微絲桿,3-7一負載盤,3-8一右立柱,3-9一FC輸出接口。
【具體實施方式】
[0012]下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0013]圖1所示為本實用新型光纖光柵傳感實驗儀的結構示意圖，所述光纖光柵傳感實驗儀包括寬帶光源1、解調儀2、懸臂梁3、2*2耦合器4、FC適配器5、數(shù)據(jù)處理裝置6及多個光纖光柵傳感器(1-15個)。
[0014]寬帶光源I的輸出端、解調儀2的輸入端、2*2耦合器4的輸入輸出端、懸臂梁3的輸入輸出端、光纖光柵傳感器的輸入輸出端口均為FC接口。
[0015]寬帶光源I的輸出端直接接到2*2耦合器4的其中一個輸入端，2*2耦合器4的其中一個輸出端接到解調儀2的輸入端。解調儀2通過專用串口線連接至數(shù)據(jù)處理裝置6。2*2耦合器4的另外一個輸出端連接至FC適配器5，F(xiàn)C適配器4通過FC型光跳線接到懸臂梁3的輸入端，懸臂梁3的輸出端通過光跳線接到所述多個光纖光柵傳感器，所有光纖光柵傳感器串聯(lián)在一起。
[0016]請一并參考圖2，所述懸臂梁3包括底座3-1、FC輸入接口 3_2、左立柱3_3、光纖光柵應變傳感器3-4、等強度梁3-5、測微絲桿3-6、負載盤3-7、右立柱3_8、FC輸出接口 3_9。左立柱3-3和右立柱3-8間隔設在底座3-1上，等強度梁3-5的一端與左立柱3_3連接，另一端為自由端，且位于測微絲桿3-6下方，測微絲桿3-6安裝在右立柱3-8頂部的端板上，靠近右立柱3-8的等強度梁3-5的一端懸掛負載盤3-7。光纖光柵應變傳感器3-4安裝在等強度梁3-5上，光纖光柵應變傳感器3-4的引線穿過左立柱3-3和右立柱3-8連接到FC輸入接口 3-2和FC輸出接口 3-9。
[0017]測微絲桿3-6從上往下頂在等強度梁3-5上表面，負載盤3-7則懸掛等強度梁3_5在下表面，通過改變測微絲桿3-6的位移和負載盤3-7上負荷的重量，都可以使等強度梁3-5發(fā)生形變，從而使光纖光柵應變傳感器3-4產生應變達到測量應變、位移、負荷的目的。
[0018]本實用新型的工作原理:寬帶光源I發(fā)出的光經過2*2耦合器4后輸出，再通過FC適配器5耦合至粘貼在等強度梁3-5上的光纖光柵應變傳感器3-4或者光纖光柵溫度傳感器FBG中，然后在光纖光柵應變傳感器3-4或者光纖光柵溫度傳感器FBG反射回2*2耦合器4，最后輸入到解調儀2，解調儀2可以將接收到的光譜進行還原顯示成光譜圖，并自動獲得峰值波長的值。當光纖光柵溫度傳感器FBG探測到的溫度發(fā)生改變，解調儀2獲得的峰值波長的值也會發(fā)生改變，也就是溫度的變化轉換成波長的變換，通過標定即可通過光纖光柵溫度傳感器測量溫度；通過3-6的測微絲桿改變位移推動等強度梁3-5發(fā)生形變，粘貼在等強度梁3-5上的光纖光柵應變傳感器3-4也跟著產生應變，解調儀2獲得的峰值波長的值也會發(fā)生改變，也就是位移的變化轉換成波長的變換，通過標定即可通過光纖光柵應變傳感器測量位移；通過更改掛在等強度梁3-5上的負載盤3-7上載物的負荷重量，也可以使等強度梁3-5發(fā)生形變，粘貼在等強度梁3-5上的光纖光柵應變傳感器3-4也跟著產生應變，解調儀2獲得的峰值波長的值也會發(fā)生改變，也就是重量的變化轉換成波長的變換，通過標定即可通過光纖光柵應變傳感器測量負荷。這樣即可將三種物理量(傳感溫度、微位移和微載荷)的測量與懸臂梁融為一體進行學習和研究，通過數(shù)據(jù)處理裝置6即可顯示出解調曲線，并做相關分析，簡單方便，直觀易懂。
[0019]本實用新型將光纖色散解調技術結合懸臂梁的應用，可以方便的利用光纖光柵應變傳感器對位移、負荷及應變進行測試，而傳統(tǒng)的測量裝置對于位移、負荷和應變的測試則對應的需要光纖光柵位移傳感器、光纖光柵負荷傳感器和光纖光柵應變傳感器三種，成本高且實現(xiàn)復雜；本實用新型可以方便的利用光纖光柵傳感器進行分布式測量，測量點可達
15個，而傳統(tǒng)的解調儀一般只能進行單點的測量。
【權利要求】
1.一種光纖光柵傳感實驗儀，其特征在于:包括寬帶光源(I)、解調儀(2)、懸臂梁(3)、2*2耦合器(4)、FC適配器(5)、數(shù)據(jù)處理裝置(6)及多個光纖光柵傳感器，寬帶光源(I)的輸出端與2*2耦合器(4)其中一個輸入端連接，2*2耦合器(4)的兩個輸出端分別接到解調儀(2)的輸入端和FC適配器(5)，解調儀(2)與數(shù)據(jù)處理裝置(6)連接；所述懸臂梁(3)包括底座(3_1)、FC輸入接口(3-2)、等強度梁(3-5)、FC輸出接口(3_9)、間隔設在底座(3_1)上的左立柱(3-3)和右立柱(3-8)，等強度梁(3-5)的一端與左立柱(3-3)連接，另一端為自由端，且位于測微絲桿(3-6)下方，靠近右立柱(3-8)的等強度梁(3-5)的一端懸掛負載盤(3-7)，等強度梁(3-5)上安裝有光纖光柵應變傳感器(3-4)或光纖光柵溫度傳感器，所述光纖光柵應變傳感器(3-4)或光纖光柵溫度傳感器與FC輸入接口(3-2)和FC輸出接口(3-9)連接，F(xiàn)C適配器(4)通過光跳線接到FC輸入接口(3-2)，F(xiàn)C輸出接口(3_9)通過光跳線接到所述多個串聯(lián)連接的光纖光柵傳感器。
2.如權利要求1所述的光纖光柵傳感實驗儀，其特征在于:測微絲桿(3-6)安裝在右立柱(3-8)頂部的端板上，測微絲桿(3-6)從上往下頂在等強度梁(3-5)上表面。
【文檔編號】G01B11/02GK204007519SQ201420471103
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】程勇, 朱彬彬 申請人:武漢光馳科技有限公司