[發明專利]一種消減溫度影響的曲線型光纖傳感裝置

無效

• 申請號: 201010502597.1
• 申請日: 2010-10-11
• 公開（公告）號: CN102445217A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 杜兵
• 申請（專利權）人: 西安金和光學科技有限公司
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028;G01N21/17
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，尤其是涉及一種消減溫度影響的曲線型光纖傳感裝置。?

背景技術

除了專門用于測試溫度參數的傳感器外，溫度參數的影響都是傳感器走向實際應用必須考慮的問題之一，而且精度越高的傳感器越是重視溫度參數的影響?，F如今，消減傳感器溫度影響的方法很多，大致可分為兩類：從傳感器的結構上來消減溫度的影響和從數據處理上來補償溫度的干擾。其中，后者需要溫度傳感器來補償，若被補償的傳感器一致性較差那就需要分別標定補償，實際操作起來很麻煩；而前者需要適宜且精巧的結構補償，因而使傳感器結構上趨于復雜，但在后續數據處理時較簡單。綜上，上述兩種消減傳感器溫度影響的方法各有千秋，在實際使用中都有大量的應用，選擇哪種方法主要與使用的條件和傳感器的類型密切相關。?

光纖傳感器相對于傳統傳感器具有諸多優點，其中精度高是其主要優點之一，如現有的鋸齒平板式光纖微彎傳感器，其可探測的兩個鋸齒板之間距離變化的精度在0.1納米級別上，則不需要的膨脹系數勢必會影響測試結果，因而溫度補償就是需重點考慮的問題之一。如圖1所示，在光纖光柵傳感器中，橋式溫度補償是一種典型的常用方法之一，基板二2和基板三3均采用膨脹系數為α₂的材料制成，基板一1采用膨脹系數為α₁的材料制成，基板二2和基板三3并排設置且二者分別通過固定支點一11固定于基板一1上，光纖光柵9的兩端通過固定支點二12分別固定在基板二2和基板三3上，實際使用過程中要使光纖光柵9的長度在溫度變化時保持不變，則需滿足公式α₁×L₁×ΔT-α₂×(L₂+L₃)×ΔT＝0(1-1)，式(1-1)?中L₂和L₃分別為基板二2和基板三3的長度，ΔT為變化的溫度量，L₁為基板一1的長度；對式(1-1)進行簡單變換得：α₂＝α₁×[L₁/(L₂+L₃)](1-2)，則基板二2和基板三3的膨脹系數α₂與基板一1的膨脹系數α₁滿足(1-2)式時，可基本消減光纖光柵9受溫度的影響。實際使用過程中，基板二2和基板三3也可以選用不同膨脹系數的材料，這樣只是使公式(1-1)和(1-2)略微復雜一點，其溫度補償原理是一樣的。?

結合圖2和圖3，曲線型光纖傳感裝置是一種基于光纖彎曲損耗的高精度光纖傳感裝置，其基本結構是：包括曲線型殼體4以及在連續布設在曲線型殼體4內部相對兩側的多個A側變形齒4-1和多個B側變形齒4-2，A側變形齒4-1和B側變形齒4-2呈交錯布設且在二者的變形齒間夾有信號光纖6，信號光纖6通過與其相接的延長光纖8接測試單元5，測試單元5與處理單元7相接，實際使用過程中，上述曲線型光纖傳感裝置在溫度變化時對測試非溫度參數的測試精度會有較大的影響。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種消減溫度影響的曲線型光纖傳感裝置，其結構簡單、設計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，能有效消除或減少溫度對測量精度的影響，具有廣闊的市場應用前景。?

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種消減溫度影響的曲線型光纖傳感裝置，其特征在于：包括供信號光纖穿過的曲線形測試通道、與信號光纖相接且對信號光纖中的光信號功率變化量進行同步測試的測試單元和與測試單元相接且對測試單元的測試結果進行分析處理的處理單元；所述曲線形測試通道包括在端部所施加外應力F的作用下能發生變形并相應壓彎信號光纖的外部殼體以及連續布設在所述外部殼體內部相對兩側的多組A側變形齒和多組B側變形齒，每一組A側變形齒均包括一個A側變形齒或并排布設的多個A側變形齒，每一組B側變形齒均包括?一個B側變形齒或并排布設的多個B側變形齒，多組A側變形齒和多組B側變形齒之間呈交錯布設且二者的頭部間形成供一個或多個信號光纖穿過的曲線形通道，A側變形齒和B側變形齒對應布設在信號光纖兩側；所述外部殼體包括能隨溫度變化發生伸縮變形的外層殼體和能隨溫度變化發生伸縮變形且變形量與外層殼體的變形量相抵消的內層殼體，所述內層殼體布設在外層殼體內部且A側變形齒和B側變形齒均布設在所述內層殼體上。?