光学学报, 2018, 38 (6): 0606007, 网络出版: 2018-07-09   

U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器设计 下载: 941次

Design of Displacement Sensor Based on the Bending Loss of U-Type Wingding Fiber
李明昊 1,2程琳 1,2,*李亚明 1,2马钰明 1,2杨杰 1,2
作者单位
1 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 陕西 西安 710048
2 西安理工大学水利水电学院, 陕西 西安 710048
图 & 表

图 1. 光纤弯曲损耗位移传感器结构图

Fig. 1. Schematic diagram of displacement sensor structure of fiber bending loss

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图 2. 光纤弯曲损耗位移传感器主要支架的位移传递原理

Fig. 2. Displacement transfer principle of the main rack for displacement sensor of fiber bending loss

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图 3. 弯曲光纤的波导辐射

Fig. 3. Waveguide radiation of the bending optical fiber

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图 4. 单位长度弯曲损耗与弯曲直径的关系

Fig. 4. Relationship between macro-bending loss per unit length and bending diameter

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图 5. 光纤细部结构

Fig. 5. Fiber details in sensor

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图 6. 光纤弯曲损耗位移传感器标定实验装置

Fig. 6. Calibration experiment device of displacement sensor structure of fiber bending loss

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图 7. 光损耗及位移测试曲线图。 (a)测试1; (b)测试2; (3)测试3; (4)测试4

Fig. 7. Optical loss and displacement test data. (a)Test 1; (b) test 2; (c) test 3; (d) test 4

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图 8. 光纤弯曲损耗位移传感器性能测试

Fig. 8. Performance testing of displacement sensor structure of fiber bending loss

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图 9. U型回绕光纤曲率半径Rω对传感器测量精度的影响

Fig. 9. Influence of radius of curvature of U-type turning radius on the measurement precision of sensor

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表 1位移传感器光纤弯曲损耗

Table1. Fiber bending loss in displacement sensor

Displacement /mmDirectionBending loss /dBStandard deviation /dB
12345678910
20.0Up2.692.702.662.702.682.652.662.682.702.690.0176
Down2.712.672.712.712.682.702.672.682.712.700.0162
40.0Up5.435.445.425.395.435.445.425.435.435.440.0142
Down5.735.735.715.745.705.715.705.705.745.700.0157
60.0Up7.177.167.197.147.167.167.187.187.157.150.0150
Down6.916.916.926.936.936.906.926.926.906.910.0102
80.0Up9.699.709.739.709.719.699.729.699.719.720.0136
Down9.649.659.699.649.629.629.629.659.629.630.0143
100.0Up12.5012.4712.5112.4812.4712.4712.4912.4812.4812.500.0136
Down12.6212.6112.6312.6312.5912.6212.6212.6012.6112.610.0108
120.0Up15.3215.3215.3515.3615.3715.3315.3515.3415.3215.320.0178
Down15.2815.2715.3015.2815.2915.2715.2915.2715.2915.280.0098

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李明昊, 程琳, 李亚明, 马钰明, 杨杰. U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器设计[J]. 光学学报, 2018, 38(6): 0606007. Minghao Li, Lin Cheng, Yaming Li, Yuming Ma, Jie Yang. Design of Displacement Sensor Based on the Bending Loss of U-Type Wingding Fiber[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(6): 0606007.

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