[发明专利]一种折射率变化传感的装置及测量方法

说明书

本发明请求保护一种折射率变化传感的装置及测量方法，属于光纤传感领域，该装置包括：激光器，抑制载波双边带调制模块，微波源，光分束器，折射率敏感模块，移频器，光耦合器，光电探测器，信号采集与数据处理模块。所述激光器、抑制载波双边带调制模块、光分束器、折射率敏感模块、移频器、光耦合器、光电探测器依次光连接；所述抑制载波双边带调制模块、微波源依次电路连接；所述光电探测器、信号采集与数据处理模块依次电路连接。本发明解决了现有光纤传感检测技术中光谱分析精度低以及传统微波光子传感检测中需要宽频范围探测与处理系统的缺点，具有测量精度高，实时测量，且只需低频检测及处理系统等优点。

技术领域

本发明属于光纤传感技术，具体涉及一种基于折射率变化传感的装置及测量方法。

背景技术

光纤传感技术自从光纤技术从理论走向实际以来就是其研究领域的研究重点，随着科学技术的不断发展，对于传感器的要求也越来越高。灵敏，高精度，体积小成为传感器发展的方向。传统的传感器由于其受电磁干扰，不耐高温高压等缺点逐渐无法满足需求，光纤传感器由于其抗电磁干扰，低损耗，高性价比，安全等优势而得到的广泛的应用。光纤传感技术的基本原理是，光在光纤中传输时，由于待测物理参量(如温度、压力、应力、磁场、电场等)会改变光纤中传输的光的特征参量(如频率、相位、波长等)，从而使光纤中光的光学性质(如波长、相位、偏振态等)发生改变，光学性质发生改变的光成为调制光。后续通过光纤传感器解调技术在设计的链路输出端连接光电探测器，通过光电探测器的输出信号解调出所需要的外界物理参量。

解调技术中最简单直接的是光谱分析仪解调法，其原理是通过光谱仪对调制光进行光谱分析直接检测出调制光的相位改变量，进而计算出外界物理参量的变化。这种方法虽然简单，但直接利用光谱仪进行光谱分析精度不高，并且由于其体积大，价格昂贵，不便于同其他系统集成，只适用于实验室等场合。为此提出了用光电探测器将光信号转换成电信号并进行数字信号处理的微波光子传感检测技术。基本链路由五部分组成，分别为光源，调制器，光子处理模块，光电探测器，数据处理模块。其原理是将光源发出的光通过光纤送入调制器，使外界物理参量与光源发出的光在调制器中相互作用，使光的光学性质发生改变，称为调制光。调制光进入光子处理模块，在光域中对物理参量进行处理。然后通过光电探测器将光子处理模块输出的光信号转换成电信号，并送入数据处理模块进行数字信号处理。但该检测技术需要使用宽带光电探测器及处理系统。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种折射率变化传感的装置及测量方法。本发明的技术方案如下：

一种折射率变化传感的装置，其包括：激光器(1)、抑制载波双边带调制模块(2)、微波源(3)、光分束器(4)、折射率敏感模块(5)、移频器(6)、光耦合器(7)、光电探测器(8)及信号采集与数据处理模块(9)，