一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器

本发明涉及光纤传感，尤其涉及一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器。

背景技术：

1、光纤传感器体积小，结构紧凑，抗干扰能力强，广泛应用于各种场合。弯曲传感器可用于监测桥梁的弯曲形变，路基沉降弯曲形变等，在基础设施工程、建筑质量监测以及智能制造等领域有重要的应用价值。常见的光纤弯曲传感器可分为光纤光栅弯曲传感器，以及基于各种干涉仪的传感器。基于光纤光栅的弯曲传感器需要在光纤芯中写入光栅，如倾斜光栅或布拉格光栅，但传统的写光栅的方法需要特殊的光源以及掩模版，用飞秒激光刻写则需要昂贵的飞秒激光加工设备。基于各种干涉仪的传感器可通过构造特殊的结构实现弯曲测量，但可实现矢量弯曲监测的未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，实现矢量弯曲监测，结构紧凑，实现方便，制作过程无需复杂的设备。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：包括光源、单芯光纤、多芯光纤耦合器、多芯光纤、扇出器件、耦合器以及光谱仪；

3、所述单芯光纤一端与光源相连，光源发出的光经单芯光纤传输；

4、所述多芯光纤耦合器一端与多芯光纤相连，另一端与单芯光纤相连，用于将单芯光纤中传输的光耦合至多芯光纤的各个芯中；

5、所述扇出器件的一端与多芯光纤相连，将多芯光纤各个芯中的光分到不同光纤中；

6、所述耦合器输入端与扇出器件另一端相连，将扇出器件分出的光两两耦合至一根光纤中；

7、所述光谱仪与耦合器输出端相连，用于接收及显示干涉光谱。

8、优选的，所述多芯光纤为弱耦合多芯光纤，光在各芯中传输时，独立传输，芯与芯之间无耦合。

9、优选的，所述光源为宽频光源。

10、优选的，所述多芯光纤为弯曲传感器件，当多芯光纤沿某一方向弯曲时，通过比较测得的光谱变化，判断弯曲的方向。

11、优选的，当多芯光纤沿不同防线弯曲时，各个芯的形变不同

12、因此，本发明采用上述一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，实现矢量弯曲监测，结构紧凑，实现方便，制作过程无需复杂的设备。

13、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：包括光源、单芯光纤、多芯光纤耦合器、多芯光纤、扇出器件、耦合器以及光谱仪；

2.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：所述多芯光纤为弱耦合多芯光纤，光在各芯中传输时，独立传输，芯与芯之间无耦合。

3.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：所述光源为宽频光源。

4.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：所述多芯光纤为弯曲传感器件，当多芯光纤沿某一方向弯曲时，通过比较测得的光谱变化，判断弯曲的方向。

5.根据权利要求1所述的一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，其特征在于：当多芯光纤沿不同防线弯曲时，各个芯的形变不同。

技术总结
本发明公开了一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，包括光源、单芯光纤、多芯光纤耦合器、多芯光纤、扇出器件、耦合器以及光谱仪；所述单芯光纤一端与光源相连，光源发出的光经单芯光纤传输；所述多芯光纤耦合器一端与多芯光纤相连，另一端与单芯光纤相连，用于将单芯光纤中传输的光耦合至多芯光纤的各个芯中；所述扇出器件一端与多芯光纤相连，将多芯光纤各个芯中的光分到不同光纤中；所述耦合器输入端与扇出器件另一端相连，将扇出器件分出的光两两耦合至一根光纤中；所述光谱仪与耦合器输出端相连，用于接收及显示干涉光谱。本发明采用上述的一种基于多芯光纤的矢量弯曲传感器，实现矢量弯曲监测，结构紧凑，实现方便，制作过程无需复杂的设备。

技术研发人员：张丽强,朱可心,王明红,田秀莹,张帆,任世杰,姚一村,聂兆刚
受保护的技术使用者：聊城大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15