[发明专利]顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器及光纤应变仪

权利要求书

1.一种顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器，其特征是：质量块两侧分别与第1、第2顺变柱体的一端固化，第1、第2顺变柱体的另一端固化在外框架上，第1法拉第旋镜与第2法拉第旋镜固化在质量块侧面，光纤耦合器、相位调制器和探测器固化在光器件底板上，外框架与固定座固定；第1、第2测量光纤缠绕为芯轴式多层光纤环，第1测量光纤固化在第1顺变柱体表面上，第2测量光纤固化在第2顺变柱体表面上；光纤耦合器连接第1测量光纤、相位调制器和探测器，第1测量光纤连接第1法拉第旋镜，相位调制器连接第2测量光纤，第2测量光纤连接第2法拉第旋镜。

2.根据权利要求1所述的顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器，其特征是：还包括标定装置，所述标定装置由锁定旋钮、压电陶瓷位移发生器组成，压电陶瓷位移发生器位于锁定旋钮和外框架之间，并且锁定旋钮与外框架采用螺纹连接，通过旋转锁定旋钮使压电陶瓷位移发生器左右移动。

3.一种基于权利要求1的顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器的光纤应变仪，其特征是：包括两个顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A、1B）、测量基线杆（4）、悬吊系统（3）、测量控制和信号记录与处理系统（5），固定在第1基岩（21）上的第1光顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A）与测量基线杆（4）的首端（41）连接，固定在第2基岩（22）上的第2顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1B）与测量基线杆（4）的末端（42）连接，第1、第2顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A、1B）通过信号连接线与测量控制和信号记录与处理系统（5）连接；光源（101）输出的激光经过隔离器（102）后，其能量被第1耦合器（103）均分为两部分；一半光能量注入到第1顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A）中，另外一半注入到第2顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1B）中。

4.根据权利要求3所述的光纤应变仪，其特征是：所述的第1光顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A）还包括标定装置，所述标定装置由锁定旋钮（117）、压电陶瓷位移发生器（118）组成，压电陶瓷位移发生器（118）位于锁定旋钮（117）和第1外框架（115A）之间，并且锁定旋钮（117）与第1外框架（115A）采用螺纹连接，锁定旋钮（117）可以通过旋转，使压电陶瓷位移发生器（118）左右移动，标定装置共分为两个工作状态，测量状态时，锁定旋钮（117）处于解锁状态，使压电陶瓷位移发生器（118）与测量基线杆首端（41）脱离；标定状态下，锁定旋钮（117）处于锁紧状态，压电陶瓷位移发生器（118）与测量基线杆首端（41）紧密连接。

5.根据权利要求3或4所述的光纤应变仪，其特征是：第1、第2光顺变柱体结构的推挽式光纤位移传感器（1A、1B）的光纤光路一致，使用同一个光源，光源（101）依次连接隔离器（102）和第1耦合器（103），第1耦合器（103）分别与第2耦合器（104A）和第3耦合器（104B）连接；第2耦合器（104A）分别连接第1测量光纤（105A）、第1相位调制器（106A）和第1探测器（110A），第1测量光纤（105A）连接第1法拉第旋镜（108A），第1相位调制器（106A）连接第2测量光纤（107A）、第2测量光纤（107A）连接第2法拉第旋镜（109A）；第3耦合器（104B）分别连接第3测量光纤（105B）、第2相位调制器（106B）和第2探测器（110B），第3测量光纤（105B）连接第3法拉第旋镜（108B），第2相位调制器（106B）连接第4测量光纤（107B），第4测量光纤（107B）连接第4法拉第旋镜（109B）。

6.根据权利要求5所述的光纤应变仪，其特征是：第1相位调制器（106A）与第2相位调制器（106B）完全相同；第1法拉第旋镜（108A）与第2法拉第旋镜（109A）完全相同；第3法拉第旋镜（108B）与第4法拉第旋镜（109B）完全相同。

7.根据权利要求5所述的光纤应变仪，其特征是：第1测量光纤（105A）、第1法拉第旋镜（108A）的光纤长度之和与第1相位调制器（106A）、第2测量光纤（107A）、第2法拉第旋镜（109A）的光纤长度之和完全相等。

8.根据权利要求5所述的光纤应变仪，其特征是：第3测量光纤（105B）与第3法拉第旋镜（108B）的光纤长度之和与第2相位调制器（106B）、第4测量光纤（107B）、第4法拉第旋镜（109B）的光纤长度之和完全相等。