[实用新型]一种光纤法布里-珀罗传感教学实验装置

说明书

本实用新型属于光纤传感类教学仪器技术领域，提供了一种光纤法布里‑珀罗传感教学实验装置，包括位移调节机构、传感器加热机构和气压控制机构。本实用新型可适用于光纤法布里珀罗传感器位移、温度、气压的单参量传感性能测量，同时也可以用于双参量即位移和温度或气压的同时测量，是一种光纤法布里‑珀罗传感多功能教学实验装置。通过一套教学设备即可完成三种物理量的测量，集成度较高，大大降低了实验教学设备的投入成本，同时便于学生对传感器敏感度进行比较和分析。实验过程中，传感器结构可自组装，提升了实验教学的直观性，增加了实验的自主开发性。

技术领域

本实用新型属于光纤传感类教学仪器技术领域，尤其涉及一种光纤法布里- 珀罗传感教学实验装置。

背景技术

光纤传感的机理是利用光纤作为介质将光源入射的光束送入传感器前端，当被测物理量与传感器前端发生相互作用时，会引起传感器前端的光强、相位、波长、频率、偏振态等光学特性发生变化，经过检测光信号的变化量即可实现对外界物理量进行实时测量。光纤传感器是一种性能优良的敏感元件，具有体积小、精度高、重量轻、耐高温，抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性能强等优点。因此光纤传感技术成为近十多年来的热点技术，其在国防建设、军事科技、航空航天、石油化工、土木建筑、医疗卫生等领域得到了广泛的发展和应用，现已成为国家信息化建设的重要支撑技术。

在多种类型结构的光纤传感教学装置中，基于光干涉原理的光纤传感器的结构相对直观和简单，是本科生理解和掌握光纤传感技术的基础知识。常见的光干涉形式包括：法布里-珀罗干涉、马赫-曾德干涉、迈克尔逊干涉、塞格纳克干涉。其中基于法布里-珀罗干涉原理传感器由于其结构简单，在近十几年来逐渐成为性能优越且具有广泛应用的光纤传感器之一。理论课程上学习光纤传感技术内容相对比较枯燥，不利于学生对光纤传感器原理深入理解和掌握，因此进行相关实验课程学习是十分必要的。

目前传统的基于光干涉原理的光纤传感教学实验仪器存在几点不足：1能够测量参数相对单一、每套实验仪器需要多个光纤传感器才能实现多种物理量的测量，并且不能同时进行测量，不利于学生对光纤传感器测量多种物理量的敏感程度进行比较和学习；2设计的实验装置价格偏高，使得普通院校很难同时购买一定数量的实验设备，从而影响实验教学效果和安排；3学生无法根据现有的教学实验设备进行自主设计和开发实验内容；针对上述技术的不足，本实用新型设计一种结构简单，可同时进行位移、温度和气压进行测量的光纤法布里珀罗传感教学实验仪器。

实用新型内容

本实用新型的实施提供了一种光纤法布里-珀罗传感教学实验装置，是为了解决现有光纤传感器教学实验装置功能单一、成本昂贵、开发性差的问题。

为达到上述目的，本实用新型实施采取如下技术方案：

一种光纤法布里-珀罗传感教学实验装置，包括位移调节机构、传感器加热机构和气压控制机构；

所述的位移调节机构包括微位移调节器1、光纤固定器3、单模光纤4、金反射镜5、俯角调节器6、仰角调节器7、位移台8、齿轮齿条9和光纤解调设备12；微位移调节器1连接位移台8，位移台8上方设置有光纤固定器3，用于固定单模光纤4；位移台8下方是设有齿轮齿条9；光纤解调设备12与单模光纤4的一端相连接，光纤解调设备12内置宽谱光源发射激光经过单模光纤4另一端面出射后，入射到金反射镜5的一表面，反射光信号通过光纤解调设备12测量出干涉图像频率；金反射镜5的另一表面设置俯角调节器6和仰角调节器7；

所述的传感器加热机构包括密封保护罩2、加热平板10和恒温加热器11，恒温加热器11上设置有加热平板10，位移调节机构中的齿轮齿条9设置在加热平板 10上；温度控制器通过导线与加热平板10进行连接，加热平板10上设有密封保护罩2；

所述的气压控制机构包括压力控制器13，压力控制器13与密封保护罩2相连接，压力显示表装置设置在压力控制器13外壳。

所述的光纤解调设备12内置的宽带光源的光谱宽度1525-1565nm。