[发明专利]一种保偏光纤定轴布纤装置及方法

说明书

本发明提供了一种保偏光纤定轴布纤装置及方法。所述保偏光纤定轴布纤装置包括应力轴角度检测机构、应力轴控制机构、自动点胶机构、走纤机构、图像处理单元和控制单元。所述应力轴角度检测机构用于实时检测透射过基带与保偏光纤的光强信息；所述图像处理单元用于根据光强信息计算光纤应力轴方位角，控制单元用于判断应力轴方位角是否满足要求，若不满足要求，则由应力轴控制机构对光纤的角度进行旋转；若满足要求则由自动点胶机构进行点胶操作，后续由走纤机构驱动基带及光纤行走。本发明所提供的保偏光纤定轴布纤装置及方法，能够使保偏光纤以设定角度铺设在基带上作为压力传感器，压力传感器传感单元的精度能够得到保证。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体地说是一种保偏光纤定轴布纤装置及方法。

背景技术

保偏光纤可以保持沿偏振轴传播的线偏振光的偏振态，在光纤传感的各个领域都有应用。特别是应用在压力传感方面，应力轴的方位角对系统的性能、灵敏度有很大的影响。当保偏光纤应用于压力传感器时，为了保证各点光纤对压力响应的一致性，需要严格控制保偏光纤应力轴的方位角。因此对保偏光纤应力轴方位角的精确控制是保偏光纤传感应用的关键。

光纤压力传感器在工业工程中有广泛的应用，保偏光纤具有对横向应力敏感的特性，被用来制作压力传感器。一些传感系统已经演示了分布的或者多元压力传感能力，保偏光纤压力传感器已经从理论研究走向商业应用。通过不断地改进工艺方法，可以获得高灵敏度和稳定性好的光纤传感器。这些传感器广泛应用在各种建筑、桥梁和油井监控等领域。另外，保偏光纤压力传感器，由于其控制精度高、可靠性强、耐辐射、抗干扰能力强的特点，在航天航空等一些特殊环境下使用。

由保偏光纤模式耦合原理知，保偏光纤中的偏振耦合现象是由于微扰双折射引起的，而模式耦合系数的大小与微扰双折射的大小、方向和作用长度有关。由高双折射保偏光纤在外部扰动下的偏振耦合模型可知，当横向压力与两应力轴的连线成45°角时，对横向压力的响应最敏感。

对于保偏光纤偏振应力轴（简称主轴）的测定技术，世界上许多公司和研究组都开展了深入研究，如爱立信公司利用POL 技术，藤仓公司利用中心图像直接监测法，都较好的实现了应力轴的测定，并成功地应用到光纤熔接机上。但是，如何将保偏光纤偏振应力轴的测定技术应用于保偏光纤定轴布纤，将保偏光纤以目标角度铺设在基带上作为压力传感器，还未见公开与报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种保偏光纤定轴布纤装置及方法，以使保偏光纤以设定角度铺设在基带上作为压力传感器。

本发明是这样实现的：一种保偏光纤定轴布纤装置，包括应力轴角度检测机构、应力轴控制机构、自动点胶机构、走纤机构、图像处理单元和控制单元；

所述应力轴角度检测机构用于实时检测透射过基带与保偏光纤的光强信息，并将光强信息传送至图像处理单元；

所述图像处理单元用于根据接收到的光强信息计算得到光纤应力轴方位角，并将计算结果发送至控制单元；

所述控制单元分别与所述应力轴控制机构、所述自动点胶机构、所述走纤机构和所述图像处理单元相接；所述控制单元根据图像处理单元发送数据计算应力轴方位角与预设目标角度之间的偏差，若偏差大于预设误差，则控制单元控制应力轴控制机构对保偏光纤进行旋转，以使应力轴方位角与预设目标角度之间的偏差在预设误差范围内；

所述自动点胶机构用于在应力轴方位角与预设目标角度之间的偏差在预设误差范围内时，在控制单元的控制下在基带上进行点胶操作，以使保偏光纤粘在基带上；

所述走纤机构用于在点胶操作完成后在控制单元的控制下驱动基带及其上的保偏光纤行走。