一种用于检测光缆光路的光纤传感器的制作方法

1.本发明涉及传感检测的技术领域，尤其涉及一种用于检测光缆光路的光纤传感器。


背景技术：

2.光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用， 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。传感器的特点是本质安全、长期稳定、抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀测量精度高、响应速度快，可以从低温到高温在很宽的温度范围内正常工作。这使它在各种大型机电、石油化工、冶金、高压、强电磁干扰、强腐蚀、易燃易爆环境中能方便而有效地传感。
3.光缆光路一般设置于地底，设置完成后需对其进行压力测试，防止其受大力挤压影响线路，利用法布里－珀罗干涉原理，将压力变化转换为传感器内部f
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p压力敏感腔的腔长变化。f
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p压力敏感腔由具有一定反射率的两个平行平面组成，光束在其间多次反射构成多光束干涉，在压力作用下，f
‑
p腔长发生相应变化，使入射光被调制。通过解调含有压力信息的光输出信号，就可以获取压力值。光纤传感器虽适用于各种恶劣环境，但在使用时应注意避免用于超过测量范围的地区，同时还应注意结构封装时对焊接点的保护，避免在焊接点处折弯。光纤压力传感器不同于电子传感器，它的接头更容易被污染，同时光缆要避免过小直径的走向。
4.因此提出一种用于检测光缆光路的光纤传感器检测光缆内压力大小，并将接头保护起来，防止其污染影响光路，结构设计紧凑，占用空间小，适合狭小空间的使用场景。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述现有用于检测光缆光路的光纤传感器存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明目的是提供一种用于检测光缆光路的光纤传感器，其用于检测光缆光路的光纤传感器检测光缆内压力大小，并将接头保护起来，防止其污染影响光路。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于检测光缆光路的光纤传感器，包括外壳、反射组件和输出组件，其中，外壳；反射组件，设置于所述外壳内，包括发射端口、与所述发射端口相邻的反射盒、与所述反射盒相邻的接收端；以及，输出组件，设置于所述外壳上，包括sma接口和光纤接口。
9.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述外
壳呈长方体密封，底部平行设置有安装块，所述安装块呈长条状，且其底部开设有穿孔，所述外壳左右两侧固定有盖胶垫。
10.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述外壳背板上还对称开设有若干卡套，所述卡套穿过所述外壳与所述反射盒固定连接。
11.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述发射端口固定设置于所述外壳内壁一端上，所述接收端设置于所述外壳内壁远离所述发射端口的一端，所述反射盒设置于所述发射端口和接收端之间，并与其对齐设置。
12.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述发射端口包括发射转接块，与所述发射转接块固定连接的发射固定块，所述发射固定块中央设置有连接口，所述连接口相邻设置有发射弹簧，且其末端设置有发射透镜。
13.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述反射盒呈长方体管状，两端设置有斜面窗口，所述斜面窗口与所述发射端口和接收端对其，所述反射盒内部设有法布里－珀罗谐振且其外壁与所述外壳内壁之间设置有若干固定架。
14.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述接收端包括接收转接块、设置于所述接收转接块上的接收固定端、设置于所述接收固定端之间的接收弹簧和螺杆、设置于所述接收固定端中央的标准镜，所述标准镜与反射盒对齐。
15.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述sma接口包括sma绝缘座和sma穿板接头，所述sma绝缘座设置于所述外壳侧壁上，所述sma穿板接头设置于所述sma绝缘座中央。
16.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述光纤接口设置于所述外壳侧壁上，所述光纤接口与sma接口和接收端端口连接，收集所述反射盒内输出信息。
17.作为本发明所述用于检测光缆光路的光纤传感器的一种优选方案，其中：所述反射盒利用法布里－珀罗干涉原理，将光缆内部压力变化转换为传感器内部f
‑
p压力敏感腔的腔长变化；f
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p压力敏感腔由具有一定反射率的两个平行平面组成，光束在其间多次反射构成多光束干涉，在压力作用下，f
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p腔长发生相应变化，使入射光被调制；通过解调含有压力信息的光输出信号，就可以获取压力值。
18.本发明的有益效果：本发明中的用于检测光缆光路的光纤传感器,检测光缆内压力大小，并将接头保护起来，防止其污染影响光路，结构设计紧凑，占用空间小，适合狭小空间的使用场景，采用法布里－珀罗干涉原理，相比传统线缆接口，降低光接口对接时光线耦合的难度，提高测量时光谱灵敏度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本发明用于检测光缆光路的光纤传感器的整体结构示意图。
20.图2为本发明用于检测光缆光路的光纤传感器的整体结构示意图。
21.图3为本发明用于检测光缆光路的光纤传感器的整体结构后视图。
22.图4为本发明用于检测光缆光路的光纤传感器的整体结构示意图。
具体实施方式
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
25.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
26.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
27.实施例1参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种用于检测光缆光路的光纤传感器，此传感器包括外壳100、反射组件200和输出组件300，其中，外壳100；反射组件200，设置于所述外壳100内，包括发射端口201、与所述发射端口201相邻的反射盒202、与所述反射盒202相邻的接收端203；以及，输出组件300，设置于所述外壳100上，包括sma接口301和光纤接口302。
28.其中，外壳100承载传感器内部部件，提供输出接入接口，连接传感器功能与被测光缆，反射组件200提供光线反射并根据敏感腔变化得出光输入信号中的压力值，将数值输出至输出组件300，输出组件300将得出的压力值通过接口输出。发射端口201与被测光缆连接，接受其内射入的光线信息，反射盒202提供f
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p压力敏感腔，根据射入的光纤信息，改变腔长得出压力值，接收端203与反射盒202对应设置，接受反射盒202内射出的光线，sma接口301和光纤接口302输出压力值信息至外部设备。
29.实施例2参照图2~4，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：所述外壳呈长方体密封，底部平行设置有安装块，所述安装块呈长条状，且其底部开设有穿孔，所述外壳左右两侧固定有盖胶垫。所述外壳背板上还对称开设有若干卡套，所述卡套穿过所述外壳与所述反射盒固定连接。
30.所述发射端口固定设置于所述外壳内壁一端上，所述接收端设置于所述外壳内壁远离所述发射端口的一端，所述反射盒设置于所述发射端口和接收端之间，并与其对齐设置。所述发射端口包括发射转接块，与所述发射转接块固定连接的发射固定块，所述发射固定块中央设置有连接口，所述连接口相邻设置有发射弹簧，且其末端设置有发射透镜。
31.所述反射盒呈长方体管状，两端设置有斜面窗口，所述斜面窗口与所述发射端口和接收端对其，所述反射盒内部设有法布里－珀罗谐振且其外壁与所述外壳内壁之间设置有若干固定架。所述接收端包括接收转接块、设置于所述接收转接块上的接收固定端、设置
于所述接收固定端之间的接收弹簧和螺杆、设置于所述接收固定端中央的标准镜，所述标准镜与反射盒对齐。
32.所述sma接口包括sma绝缘座和sma穿板接头，所述sma绝缘座设置于所述外壳侧壁上，所述sma穿板接头设置于所述sma绝缘座中央。所述光纤接口设置于所述外壳侧壁上，所述光纤接口与sma接口和接收端端口连接，收集所述反射盒内输出信息。
33.反射盒利用法布里－珀罗干涉原理，将光缆内部压力变化转换为传感器内部f
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p压力敏感腔的腔长变化；f
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p压力敏感腔由具有一定反射率的两个平行平面组成，光束在其间多次反射构成多光束干涉，在压力作用下，f
‑
p腔长发生相应变化，使入射光被调制；通过解调含有压力信息的光输出信号，就可以获取压力值。
34.相较于实施例1，进一步的，外壳100底部设置有安装块101，安装块101能够将传感器固定在墙面上，提供多样化的安装条件，在安装块上设置穿孔101a，方便其固定或拓展接口，在外壳100左右设置盖胶垫102用于将传感器密封，在外壳100背板开设卡套103，卡套103和反射盒202固定连接能够对反射盒202进行固定，发射端口201、反射盒202和接收端203端口处于同一直线上，发射端口201还包括发射转接块201a，发射转接块201a抬高发射端口210垂直高度，并将其与反射盒202对应接入，发射固定块201b用于固定连接口201c和发射弹簧201d，在连接口201c末端还设置发射透镜201e，发射弹簧201d固定连接口201c和发射透镜201e，并对其减震，防止光路倾斜，在连接口201c处接入被测光缆光路，光纤由连接口201c射出，经过发射透镜201e射入反射盒202，被测光缆接口设置在传感器内部，防止其受污染，影响测量精度。
35.在反射盒202两端设置有斜面窗口202a，斜面窗口202a接收发射过来的光线并射出，反射盒202内部设置法布里珀罗谐振腔，在反射盒202周围还设置有若干固定架202b，防止反射盒202位移造成光路不通或光线无法对齐，反射盒202利用法布里－珀罗干涉原理，将光缆内部压力变化转换为传感器内部f
‑
p压力敏感腔的腔长变化；f
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p压力敏感腔由具有一定反射率的两个平行平面组成，光束在其间多次反射构成多光束干涉，在压力作用下，f
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p腔长发生相应变化，使入射光被调制；通过解调含有压力信息的光输出信号，就可以获取压力值。利用mems光纤f
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p传感器反射的光学频谱对压力敏感的特性，通过光纤传感分析仪内部各功能模块完成对mems光纤f
‑
p传感器的输入光源激励/输出光学频谱分析和压力换算，以数字方式给出各监测点的压力信息，根据参数c计算出对应的 温补
然后实际测试压力传感器 测试
减去 温补
，记为 压力
，进行压力转换， ；k
p
为测压压力系数（kpa/nm）；压力单位可以是mpa，转换统一即可，一般最小二乘拟合转换。
36.此外，光纤不仅是敏感元件，而且是一种优良的低损耗传输线，因此几乎不必考虑测量仪和被测物体的相对位置，特别适合于电学方式等传感器不太适用的场合。可以与光纤遥测技术相配合实现远距离测量与控制。具有良好的抗冲击过载能力，故障率极低，后续免维护，可长期精确测量。在安装操作不便、维护困难的应用场合更具显著优势。
37.在接收端203设置接收转接块203a，接收转接块203a提高接收端203垂直高度，将
其与反射盒202中斜面窗口202a对齐光路，接收固定端203b固定接收弹簧203c和螺杆203d以及标准镜203e，螺杆203d固定连接接收固定端203b，在接收固定端203b之间设置有接收弹簧203c，能够对其进行减震防晃，标准镜203e设置在接收端203中央和反射盒202中斜面窗口202a对齐，接收压力值光路信息。
38.sma 接口301中sma绝缘座301a降低电磁影响，提供sma穿板接头301b，sma接口301和光纤接口302能够与外部设备连接，输出测量的压力值信息。
39.其余结构与实施例1的结构相同。
40.使用过程中，只需将被测光路与连接口201c连接，接入光路至反射盒202内进行光纤压力值转换，得出数据由sma接口301或光纤接口302输出至外部设备。
41.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
42.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征）。
43.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
44.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。