專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感裝置，特別是涉及一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)距離的輸油、輸水或輸氣管線(xiàn)由于工作效率高、安全、低成本的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，但對(duì)于長(zhǎng)距離管線(xiàn)的監(jiān)測(cè)目前沒(méi)有合適的手段，基于普通光纖的布里淵散射傳感裝置具有分布式監(jiān)測(cè)溫度和應(yīng)變的優(yōu)點(diǎn)，但其高昂的成本限制了其推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置。該傳感裝置的光纖具有雙芯，從而構(gòu)成兩個(gè)光信號(hào)傳輸通道，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)光信號(hào)通道之間光信號(hào)的變化，可以達(dá)到分布式監(jiān)測(cè)的目的。該光纖傳感裝置使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:包括控制模塊、光源模塊、光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二，控制模塊分別與光源模塊、光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二連接；所述的光源模塊與1X2光耦合器一的I 口端連接，I X 2光耦合器一的2 口端分別與I X 2光耦合器二的2 口端的一端和I X 2光耦合器三的2 口端的一端連接，I X2光耦合器二的2 口端的另一端和IX 2光耦合器三的2 口端的另一端分別與光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二連接，1X2光耦合器二的I 口端和1X2光耦合器三的I 口端分別與光耦合器內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)互不干擾的通道一和通道二連接；還包括傳感光纖，所述的傳感光纖包括包層一和位于包層一外側(cè)的包層二，在包層一內(nèi)并排安置有纖芯一和纖芯二，所述的纖芯一和纖芯二的折射率大于包層一的折射率，包層一的折射率大于包層二的折射率，在包層二外側(cè)是保護(hù)層；所述的通道一和通道二連接分別與傳感光纖的纖芯一和纖芯二連接。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二與差分放大器連接，所述差分放大器與控制模塊連接。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的光探測(cè)器模塊一與1X2光耦合器二之間安置有光纖延遲線(xiàn)。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖的纖芯一和纖芯二以及包層一是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層三是高純的石英玻璃。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖包層一是高純的石英玻璃，所述的包層三是摻雜有氟元素的石英玻璃。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖纖芯一的外徑大于纖芯二的外徑。
上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置,其特征在于:所述的傳感光纖纖芯一和纖芯二以螺旋形式安置于包層一內(nèi)。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置,其特征在于:所述的傳感光纖纖芯一位于傳感光纖的中心軸上，所述的纖芯二與纖芯一平行。上述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖纖芯一位于傳感光纖光纖的中心軸上，所述的纖芯二圍繞纖芯一螺旋安置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、在本發(fā)明的基于雙芯雙包層光纖的傳感裝置中，主要利用了雙芯雙包層光纖的雙通道傳輸光信號(hào)的特點(diǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)雙芯雙包層光纖的兩個(gè)纖芯的每處光信號(hào)的變化，達(dá)至IJ 了分布式監(jiān)測(cè)的目的，較目前市場(chǎng)上的布里淵散射監(jiān)測(cè)裝置具有成本低、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)、精度高的特點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)前景。2、由于雙芯雙包層光纖的的內(nèi)包層具有良好的光信號(hào)束縛性，使在傳感光纖出現(xiàn)變化時(shí)，如微彎、彎曲、變形等情況時(shí)。在傳感光纖內(nèi)產(chǎn)生的光信號(hào)不會(huì)溢出至傳感光纖外而損耗，而只是在兩個(gè)纖芯內(nèi)進(jìn)行光信號(hào)的再分配，從而保證了光信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸，達(dá)到長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)的目的。綜上所述，本發(fā)明的基于雙芯雙包層光纖的低成本分布式傳感裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)測(cè)傳感的目的，具有較好的市場(chǎng)前景。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中雙芯雙包層光纖的橫截面的結(jié)構(gòu)不意圖。圖3為本發(fā)明雙芯雙包層光纖徑向的折射率分布的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-纖芯一 ； 2_纖芯二；3_內(nèi)包層；4-外包層； 5-保護(hù)層；6-控制模塊；7-光探測(cè)器模塊一；8-光源模塊；9-光探測(cè)器模塊二；10-1 X 2光耦合器一；11-1 X 2光耦合器二；12-1X2光耦合器三；13-光耦合器； 14-傳感光纖；15-光纖延遲線(xiàn)；16-差分放大器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖2、圖3所示的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，包括控制模塊6、光源模塊8、光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9,控制模塊6分別與光源模塊8、光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9連接；所述的光源模塊8與1X2光耦合器一 10的I口端連接，I X 2光耦合器一 10的2 口端分別與I X 2光耦合器二 11的2 口端的一端和I X 2光耦合器三12的2 口端的一端連接，I X 2光耦合器二 11的2 口端的另一端和I X 2光耦合器三12的2 口端的另一端分別與光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9連接，1X2光耦合器二 11的I 口端和1X2光耦合器三12的I 口端分別與光耦合器13內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)互不干擾的通道一和通道二連接；還包括傳感光纖14，所述的傳感光纖14包括包層一 3和位于包層一 3外側(cè)的包層二 4，在包層一 3內(nèi)并排安置有纖芯一 I和纖芯二 2，所述的纖芯一I和纖芯二 2的折射率大于包層一 3的折射率,包層一 3的折射率大于包層二 4的折射率，在包層二 4外側(cè)是保護(hù)層5 ;所述的通道一和通道二連接分別與傳感光纖13的纖芯一 I和纖芯二 2連接。其工作過(guò)程是:控制模塊6控制光源模塊8發(fā)出光脈沖信號(hào)，該光脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)1X2光耦合器一 10分成兩路，這兩路分別通過(guò)1X2光耦合器二 11、光耦合器13內(nèi)部的通道一和1X2光f禹合器三12、光f禹合器13內(nèi)部的通道二進(jìn)入傳感光纖14內(nèi)的纖芯一 I和纖芯二 2中傳輸，并分別產(chǎn)生相應(yīng)的后向瑞利散射光信號(hào)，該兩路后向瑞利散射光信號(hào)又分別通過(guò)光I禹合器13內(nèi)部的通道一、I X 2光I禹合器二 11和光I禹合器13內(nèi)部的通道二、1X2光耦合器三12分別進(jìn)入光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9內(nèi)，光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9將所獲得的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)分別傳遞給控制模塊6，控制模塊6根據(jù)獲得的電信號(hào)計(jì)算出傳感光纖的狀態(tài)；當(dāng)傳感光纖14上的某處發(fā)生變化，如出現(xiàn)彎曲、微彎或變形等情況時(shí)，纖芯一 I和纖芯二 2內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘?hào)耦合進(jìn)包層一 3內(nèi)，由于包層一 3的折射率大于包層二 4的折射率，則在包層一 3內(nèi)的光信號(hào)絕大部分不能耦合進(jìn)入包層三4內(nèi)，在包層一 3內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘?hào)又I禹合進(jìn)纖芯一I和纖芯二 2內(nèi)，從而使芯一I和纖芯二2內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘?hào)重新分配，其產(chǎn)生的后向瑞利散射光信號(hào)也不同，光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9產(chǎn)生的電信號(hào)也不同，控制模塊6根據(jù)兩個(gè)電信號(hào)的大小差異計(jì)算出傳感光纖14變化的大小,有根據(jù)電信號(hào)與光源模塊8發(fā)出光脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出傳感光纖14變化的位置，從而完成分布式監(jiān)測(cè)的目的。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14的纖芯一 I和纖芯二 2以及包層一 3是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層三4是高純的石英玻璃。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14包層一 3是高純的石英玻璃，所述的包層三4是摻雜有氟元素的石英玻璃。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14纖芯一 I的折射率高于纖芯二 2的折射率。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14纖芯一 I的外徑大于纖芯二 2的外徑。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14纖芯一 I和纖芯二 2以螺旋形式安置于包層一 3內(nèi)。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14纖芯一 I位于傳感光纖14的中心軸上，所述的纖芯二2與纖芯一 I平行。優(yōu)選的，所述的傳感光纖14纖芯一位于傳感光纖14光纖的中心軸上，所述的纖芯二 2圍繞纖芯一 I螺旋安置。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是:所述的光探測(cè)器模塊一 7和光探測(cè)器模塊二 9與差分放大器16連接，差分放大器16與控制模塊6連接。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3
如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是:所述的光探測(cè)器模塊一 7與1X2光耦合器二 11之間安置有光纖延遲線(xiàn)15。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:包括控制模塊(6)、光源模塊(8)、光探測(cè)器模塊一(7)和光探測(cè)器模塊二(9),控制模塊(6)分別與光源模塊(8)、光探測(cè)器模塊一(7)和光探測(cè)器模塊二(9)連接；所述的光源模塊(8)與1X2光耦合器一(10)的I 口端連接，1X2光耦合器一(10)的2 口端分別與1X2光耦合器二(11)的2 口端的一端和1X2光耦合器三(12)的2 口端的一端連接，1X2光耦合器二(11)的2 口端的另一端和1X2光耦合器三(12)的2 口端的另一端分別與光探測(cè)器模塊一(7)和光探測(cè)器模塊二(9)連接，1X2光耦合器二(11)的I 口端和1X2光耦合器三(12)的I 口端分別與光耦合器(13)內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)互不干擾的通道一和通道二連接；還包括傳感光纖(14)，所述的傳感光纖(14)包括包層一(3)和位于包層一(3)外側(cè)的包層二(4)，在包層一(3)內(nèi)并排安置有纖芯一(I)和纖芯二(2),所述的纖芯一(I)和纖芯二(2)的折射率大于包層一(3)的折射率，包層一(3)的折射率大于包層二(4)的折射率，在包層二(4)外側(cè)是保護(hù)層(5);所述的通道一和通道二連接分別與傳感光纖(13)的纖芯一(I)和纖芯二(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的光探測(cè)器模塊一(7)和光探測(cè)器模塊二(9)與差分放大器(16)連接，所述差分放大器(16)與控制模塊(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的光探測(cè)器模塊一(7)與1X2光耦合器二(11)之間安置有光纖延遲線(xiàn)(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)的纖芯一(I)和纖芯二(2)以及包層一(3)是摻雜有鍺、硼元素的石英玻璃，所述的包層三(4)是高純的石英玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)包層一(3)是高純的石英玻璃，所述的包層三(4)是摻雜有氟元素的石英玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)纖芯一(I)的外徑大于纖芯二(2)的外徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)纖芯一(I)和纖芯二(2)以螺旋形式安置于包層一(3)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)纖芯一(I)位于傳感光纖(14)的中心軸上，所述的纖芯二(2)與纖芯一⑴平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，其特征在于:所述的傳感光纖(14)纖芯一位于傳感光纖(14)光纖的中心軸上，所述的纖芯二(2)圍繞纖芯一(I)螺旋安置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置，包括控制模塊、光源模塊、光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二，控制模塊分別與光源模塊、光探測(cè)器模塊一和光探測(cè)器模塊二連接；1×2光耦合器二的1口端和1×2光耦合器三的1口端分別與光耦合器內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)互不干擾的通道一和通道二連接；還包括傳感光纖，所述的傳感光纖包括包層一和位于包層一外側(cè)的包層二，在包層一內(nèi)并排安置有纖芯一和纖芯二，在包層二外側(cè)是保護(hù)層；所述的通道一和通道二連接分別與傳感光纖的纖芯一和纖芯二連接。該基于雙芯雙包層光纖的分布式傳感裝置使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G02B6/036GK103162866SQ201110432690
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者杜兵 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司