微弯型光纤双向扭转传感器-激光与红外.PDF

第４６卷　 第３期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．３ 　 ２０１６年３月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｍａｒｃｈ，２０１６ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１６）０３０３２１０４ ·光纤及光通讯技术 · 微弯型光纤双向扭转传感器 茶国智，郑晓虹，谢再新 （大理大学工程学院，云南 大理６７１０００３） 摘　要：在深入研究扭转理论的基础上，设计了一种新颖的双向多模光纤缠绕型扭转传感器。 传感结构的核心是两个缠在轴上绕向互反而参数相同的光纤段，利用它们相互间呈差动变化 的微弯损耗对扭转参数进行检测。经实验测试表明，它具有良好的线性响应。对扭转检测的 相关领域，所设计的这种传感器具有特殊的应用潜力。 关键词：传感器；扭转；光纤；微弯损耗；双向检测 中图分类号：ＴＰ２５３；ＴＰ７１０　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１６．０２．０１６ Ｍｉｃｒｏｂｅｎｄｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｔｏｒｓｉｏｎｓｅｎｓｏｒ ＣＨＡＧｕｏｚｈｉ，ＺＨＥＮＧＸｉａｏｈｏｎｇ，ＸＩＥＺａｉｘｉｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉ６７１００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｏｒｓｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ａｎｅｗｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｍｕｌｔｉｍｏｄｅｆｉｂｅｒｗｉｎｄｉｎｇｔｙｐｅｔｏｒｓｉｏｎｓｅｎｓｏｒｗａｓｄｅ ｓｉｇｎｅｄＴｈｅｃｏｒｅｏｆｓｅｎｓｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｔｗｏｆｉｂｅｒｓｅｇｍｅｎｔｓｗｈｉｃｈａｒｅｗｒａｐｐｅｄａｒｏｕｎｄｔｈｅｓｈａｆｔｂｙｔｈｅｏｐｐｏｓｉｔｅｄｉｒｅｃ ｔｉｏｎａｎｄｈａｖｅｔｈｅｓａｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄｔｏｒｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｍｉｃｒｏｂｅｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｏｓｓｏｆｔｗｏｆｉ ｂｅｒｓｅｇｍｅｎｔｓＴｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｎｓｏｒｈａｓａｇｏｏｄｌｉｎｅａｒｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｔｏｒｓｉｏｎＩｎｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｆｉｅｌｄｓｏｆｔｏｒｓｉｏｎｄｅ ｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｈａｓａｃｅｒｔａｉｎｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｎｓｏｒ；ｔｏｒｓｉｏｎ；ｆｉｂｅｒ；ｍｉｃｒｏｂｅｎｄｌｏｓｓ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｎｇ １　引　言 向粘贴一合适直径的金属丝。先将均质弹性轴由自 目前，光纤式扭转传感器的类型主要有光纤干 由位置向顺时针方向预扭转到一定角度 后，沿轴 θ Ｍ 涉型、光纤光栅型和多模光纤缠绕型等，它们各有特 向且与金属丝呈 角、并为逆时针向缠绕上光纤圈  点，适用于不同的需求。相比而言，多模光纤缠绕型 Ａ，两端固紧；同理，回到由自由位置再向逆时针方 扭转传感器结构简单，不需要隔离器与耦合器，其性 向预扭转到相等角度 后，沿轴向且与金属丝呈 θ