[發(fā)明專利]多級高精度微位移傳感器探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110025009.4
• 申請日: 2011-01-24
• 公開（公告）號: CN102175159A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 王欣;謝亮;鞠昱;劉宇;漆曉瓊;孫可;滿江偉;袁海慶;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發(fā)明涉及光纖傳感技術領域，更具體的說是一多級高精度微位移傳感器探頭，其可用于對物體的相對位移、轉速和形變進行微米量級的精確傳感和測量。

背景技術

在光纖微位移傳感技術領域中，廣泛使用光纖束或光纖陣列作為傳感器的探頭。利用光纖束或光纖陣列中的一根光纖作為光纖傳感信號的發(fā)送，其它兩路或多路光纖作為傳感信號的接收。由于所選用作為傳感發(fā)射信號光纖的發(fā)射光場和作為傳感接收信號光纖的接收光場是固定不變的，因此在進行高精度位移傳感測試中，雖然有微米量級的傳感精度，但是其最佳傳感范圍只有固定的很小的一段區(qū)間，限制了光纖微位移傳感器的應用。

發(fā)明內容

為了解決以上問題，本發(fā)明目的在于提供一種多級高精度微位移傳感器探頭，通過采用多根不同芯徑或不同光場分布的光纖作為傳感信號的發(fā)射和接收，在進行微位移傳感探測過程中根據(jù)測量范圍的不同，選擇光纖束中與該測量范圍對應的光纖作為傳感信號發(fā)射和接收，形成多級光纖微位移傳感和測量，有效擴展了微位移傳感器的傳感和測量區(qū)間。

本發(fā)明解決其技術問題的技術方案是

本發(fā)明提供一種多級高精度微位移傳感器探頭，其中包括：

一光纖束；

一光纖束固定保護金屬套，該光纖束固定保護金屬套為中空圓柱體，在該光纖束固定保護金屬套的中心開有一固定孔，所述光纖束穿過該光纖束固定保護金屬套的固定孔固定。

其中光纖束是由多根不同芯徑或不同光場分布的光纖組成，其中光纖束中的光纖采用石英光纖或采用塑料光纖。

其中光纖束的一端拋磨形成傳感端面，光纖束的另一端的每根光纖有獨立的連接器，連接器是FC型或SC型或LC型連接器，通過連接器與傳感器系統(tǒng)中信號發(fā)射器和信號接收器任意連接，形成多種組合形式，以探測不同距離區(qū)間。

其中該光纖束固定保護金屬套的固定孔與光纖束為間隙配合。

其中光纖束穿過該光纖束固定保護金屬套的固定孔后用粘合劑固定，得到有效支撐和保護。

其中粘合劑選用環(huán)氧膠或紫外膠或黑膠。

其中光纖束的傳感端面與光纖束固定保護金屬套的端面一起拋磨形成光潔的傳感端面。

本發(fā)明的有益效果是：采用這種多級高精度微位移傳感器探頭可以根據(jù)傳感和測量的需要組成多個微位移精確傳感區(qū)間，因此擴大了微位移精確傳感和測量范圍，滿足大范圍微位移傳感和測量需求。

附圖說明

為進一步說明本發(fā)明的技術內容，以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中：

圖1是本發(fā)明多級高精度微位移傳感器探頭的頂視圖。

圖2是本發(fā)明多級高精度微位移傳感器探頭的側視剖面圖。

具體實施方式

請參閱圖1及圖2，本發(fā)明提供一種多級高精度微位移傳感器探頭，其中包括：

一光纖束1，該光纖束1由多根不同芯徑或不同光場分布光纖組成，該光纖束1中的光纖可以采用石英光纖，也可以采用塑料光纖。通過專用夾具將多根光纖的一端對齊，并以一根光纖在中間，其它光纖環(huán)繞的方式排列固定形成光纖束1的傳感端面3，光纖束1的另一端的每根光纖都裝配上獨立的連接器4，連接器4可以是FC型或SC型或LC型連接器，連接器4可以與傳感器系統(tǒng)中信號發(fā)射器和信號接收器任意連接，由于每個連接器4所對應的光纖具有不同的直徑和光場分布，因此可以形成多種組合形式，根據(jù)該傳感器探頭的計算和實測結果每種組合形式都有其最佳探測范圍區(qū)間，因此通過多種組合形式的銜接實現(xiàn)多級高精確微位移傳感。

一光纖束固定保護金屬套2，該光纖束固定保護金屬套2為中空圓柱體，采用不銹鋼材料或銅材料，通過機械加工使光纖束固定保護金屬套2固定孔21的孔徑與光纖束1的外形基本一致，只是尺寸略大，為間隙配合，這樣該光纖束1固定保護金屬套2可以為光纖束1提供更好的支撐和保護；通過專用夾具將光纖束1的傳感端穿過該光纖束1固定保護金屬套2的固定孔21直至光纖束1的傳感端面3與光纖束1固定保護金屬套2的傳感端面平齊，然后將粘合劑5注入固定孔21，粘合劑5可以是環(huán)氧膠或紫外膠或黑膠，并按照不同粘合劑5的固化條件進行固化，當固化完成以后采用分步拋磨法對光纖束1與光纖束固定保護金屬套2的傳感端面進行拋磨，形成表面平整光潔的傳感端。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。