[实用新型]一种触须式非金属振动传感光缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振动传感光缆，尤其涉及一种触须式非金属振动传感光缆，属于传感技术领域。

背景技术

在光缆中，当有外界扰动作用在光缆上时，将引起光缆中光纤长度和折射率等光学传输特性的变化，从而引起感应光线中传输光相位的变化。基于一种反馈环结构可以使得光纤中两路光束形成显著干涉，当有外界扰动作用在光缆上时，将引起光缆中光纤长度和折射率等光学传输特性的变化，从而引起光纤中传输的干涉光相位的变化，经由相位的改变，造成输出光的强度改变，进而得知待测物理场的变化。通过公式推导可得，传输光相位的变化与光纤内部的轴向应变成正比，即与外加力学量成正比，从而建立起光学量与力学量的联系，这就是光纤应变传感器的基础。

目前，无论是传输光缆还是传感光缆，外层保护套通常采用圆形结构，单位长度的表面积小。对于感应应力、压强引起的振动的传感光缆，可检测范围有限。因此一般需要绑扎或者敷设于传感器件(铁丝网、木板等)上，通过这些传感器件来增加感应面积，扩大检测范围。对于吸能即对振动不敏感的传感器件，传感光缆的检测灵敏度会很低。因此，传感光纤应的检测范围和灵敏度受到安装环境的影响，应用起来十分不便。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种触须式非金属振动传感光缆，通过触须状外层保护套增加了传感光缆单位长度的表面积，扩大了检测范围，提高了检测灵敏度。

本实用新型的技术解决方案是：一种触须式非金属振动传感光缆，包括触须式外层保护套、两根单模光纤和一束增强芳纶纤维，增强芳纶纤维介于两根单模光纤之间，两根单模光纤由触须式外层保护套进行保护，所述的触须式外层保护套的横截面为菱形，沿触须式外层保护套的径向、在菱形最长对角线的两个顶点位置每隔固定间距对称开有半圆形的凹槽。

所述相邻半圆形凹槽之间的中心间距为10-20mm，每个半圆形凹槽的半径为3-8mm。

所述触须式外层保护套横截面的最长对角线与相邻边长的夹角为15°-30°。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：为了克服圆形外层保护套的传感光缆易受环境影响的缺点，本实用新型设计了一种对应力、压强引起的振动敏感的非金属振动光缆，利用两根单模光纤、增强芳纶纤维和触须状外层保护套构成一种具有较大接触面积的振动光缆，此种结构可以通过触须状外层保护套来增加传感光缆单位长度的表面积，并且可以不借助于传感器件，直接作为检测器件使用，有效地增强了适用性，扩大了检测范围，提高了检测灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型的截面视图；

图3为本实用新型触须状外层保护套的外形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明：

本实用新型采用干涉式光纤传感技术设计而成，利用光纤受到所检测物理场感应，如温度、压力或振动等，使导光相位产生延迟，经由相位的改变，造成输出光的强度改变，进而得知待测物理场的变化。如图1所示，入射光源是超辐射发光二极管(SLD)光源，3×3耦合器(品字形排列)，反馈回路是一段延时为T光纤延时线，D是扰动源(扰动信号的位置，可为光缆上的任意位置)，反射端是镜面反射端(可采用法拉第旋转镜或者在光纤端头镀反射膜的方法，反射率约75％)，PIN是光电二极管，信号处理系统是包含数据采集卡、计算机、数据处理程序在内的整套系统。只有形成干涉的光才能够携带扰动点D的相位信息，根据3×3耦合器分光比为1∶1∶1的特点，确定光路路径如表1所示：

表1光路路径表

由表1和图1可见，入射光经过反射被光电二极管接收，最强的一路光路为b-e-f-e-c，但是没有与其光程相近的另一路光，所以，这一路光的作用只是增大直流部分的光强，并不会影响最后的结果。而同为3次经过耦合器，因而，光振幅相同、且光程相近的b-d-a-e-f-c和b-e-f-e-a-d-c两路光线，后者比前者在受到扰动的时间上延时了T，二者可形成干涉，并且，其相干光携带了D的扰动信息；其他光路的光线都需要3次以上经过耦合器，虽然存在可以相互干涉的成对的光，但是，其强度太小，因此，可以忽略不计。