专利名称：一种新型地面沉降测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种新型地面沉降测量装置。
背景技术：
目前检测建筑结构沉降常用人工水平测量、电水平测量以及一些辅助测量方法， 在日常测量中存在一定的不足，特别在对隧道，地铁管道等沉降量的测量上存在很多不足， 例如用人工水平测量隧道、地铁管道等沉降量不能在线测量，要等地铁不运行时才能进行，或者测量时会影响到隧道的正常通行，同时这种方法受人为因素的影响极大，经验不足者常会导致测量精度不够，以致测量超限，即使经验丰富，技术熟练的工作人员，也不可能做到每次都能处理成功，而且这种人工测量的方法受天气条件的影响很大，耗时长。电水平测量仪虽然能够实时测量，但是，存在抗干扰性差、信号传输距离短等缺点。高双折射的光子晶体光纤(highly birefringent photonic crystal fiber, HiBi-PCF)传感器具有灵敏度高、体积小、重量轻、安全防爆、抗强电磁干扰、信号传输距离远等优点。此外，HiBi-PCF只由一种物质构成，具有极高的温度稳定性。目前，基于 HiBi-PCF-FLM的传感器已有较广泛的应用，但是对于基于高双折射光子晶体光纤的地面沉降测量装置还没有被人们注意、开发研究较少。
发明内容本发明之目的本发明之目的是针对现有技术之不足，提出了一种基于高双折射光子晶体光纤的新型地面沉降测量装置。为了实现上述本发明目的，拟采用以下技术一种新型地面沉降测量装置包括DFB激光器、光功率计、3-dB耦合器、偏振控制器、HiBi-PCF、支架、固定基座和支撑底座。3-dB耦合器一边的两个端口分别与DFB激光器以及光功率计光纤连接，3-dB耦合器另一边的两个端口分别与偏振控制器的一端以及HiBi-PCF的一端光纤连接，偏振控制器的另一端与HiBi-PCF的另一端光纤连接。支架的二端分别与固定基座以及支撑底座固定连接，HiBi-PCF沿竖直方向粘贴于和支撑底座连接的支架上。本发明的最大特点采用高双折射光子晶体光纤的新型地面沉降测量装置可对地面沉降精确测量，安全可靠，抗干扰能力强。DFB激光器及光功率计的使用，取代了价格昂贵的宽带光源及光谱仪，大大降低了成本。本实用新型测量精度高、可靠性好、绝缘性好、抗电磁干扰、响应快、体积小、结构简单、成本低，使得地面沉降测量装置的实用性大大增强。

图示意了本实用新型的结构。1 :DFB激光器；2 光功率计；3 :3_dB耦合器；4 偏振控制器；5 =HiBi-PCF ；6 支架；7 固定基座；8 支撑底座。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步描述。如附图所示，3-dB耦合器3 —边的两个端口分别与DFB激光器1以及光功率计2 光纤连接，3-dB耦合器3另一边的两个端口分别与偏振控制器4的一端以及HiBi-PCF 5的一端光纤连接，偏振控制器4的另一端与HiBi-PCF 5的另一端光纤连接。支架6的二端分别与固定基座7以及支撑底座8固定连接，HiBi-PCF 5沿竖直方向粘贴于和支撑底座8连接的支架6上。本实用新型基于以下原理入射光为宽带光时，由3-dB耦合器3分为两个反向传输的光信号分别从HiBi-PCF 5两端入射，其中由偏振控制器4控制光信号偏振态。两束光经过HiBi-PCF 5后产生相位延迟δ，当它们重新入射3-dB耦合器3时发生相干，在FLM 透射谱上表现为梳状滤波的特性。当有地面沉降变化时，支撑底座8上升或者下降，压缩或者拉伸支架6，粘贴在支架6上的HiBi-PCF 5形变产生应力，应力作用引起的弹光效应和 HiBi-PCF 5的长度变化，改变了两束光的相位延迟δ，从而引起FLM谐振波谷的移动。DFB 激光器1产生的DFB激光为一个窄带光，当以DFB激光作为入射光时，FLM谐振波谷的移动可通过检测DFB激光波长的光强度变化来反映，最终得到地面沉降的变化量。本实用新型的具体工作过程为以DFB激光作为入射光，当有地面沉降变化时，支撑底座8上升或者下降，压缩或者拉伸支架6，应力同时作用于粘贴在支架6上的HiBi-PCF 5传感头，引起经过FLM谐振波谷的移动，从而DFB激光波长的光强度大小发生变化，通过监测光强大小实现对地面沉降的测量。
权利要求1. 一种新型地面沉降测量装置，其特征在于3_dB耦合器C3) —边的两个端口分别与DFB激光器(1)以及光功率计( 光纤连接，3-dB耦合器C3)另一边的两个端口分别与偏振控制器的一端以及HiBi-PCF(5)的一端光纤连接，偏振控制器的另一端与 HiBi-PCF(5)的另一端光纤连接，支架(6)的二端分别与固定基座(7)以及支撑底座(8)固定连接，HiBi-PCF( 沿竖直方向粘贴于和支撑底座(8)连接的支架(6)上。
专利摘要一种新型地面沉降测量装置，其特征在于3-dB耦合器(3)一边的两个端口分别与DFB激光器(1)以及光功率计(2)光纤连接，另一边的两个端口分别与偏振控制器(4)的一端以及HiBi-PCF(5)的一端光纤连接。偏振控制器(4)的另一端与HiBi-PCF(5)的另一端光纤连接。HiBi-PCF(5)沿竖直方向粘贴于和支撑底座(8)连接的支架(6)上。DFB激光器(1)及光功率计(2)的使用，取代了价格昂贵的宽带光源及光谱仪，大大降低了成本。本实用新型测量精度高、可靠性好、绝缘性好、抗电磁干扰、响应快、体积小、结构简单、成本低，大大增强了地面沉降测量装置的实用性大大增强。
文档编号G01C5/00GK202133393SQ20112023094
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘星, 梁凯, 梁璇 申请人:梁璇