[發明專利]一種消除溫度影響的光纖應變傳感器

在審

• 申請號: 201410126089.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103868467A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王良明;陸飛勇;杜子超
• 申請（專利權）人: 寧波良和路橋科技有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 覃莉

技術領域

本發明涉及一種消除溫度影響的光纖應變傳感器。

背景技術

目前，市場上應變傳感器普遍存有以下不足之處：制作復雜，生產成本較大，靈敏度較低，對光源的相干性要求比較高，溫度穩定性差，因此目前的光纖傳感器需要進行溫度補償。

發明內容

本發明的目的是提供一種消除溫度影響的光纖應變傳感器，以克服目前現有技術存在的上述不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種消除溫度影響的光纖應變傳感器，包括依次順序連接的光源、輸入光纖、雙芯光纖、輸出光纖和光譜分析儀，所述雙芯光纖的中部設有空氣層，所述雙芯光纖上位于空氣層的兩側對稱設有纖芯。

進一步的，所述輸入光纖為多模輸入光纖，所述輸出光纖為多模輸出光纖。

可選擇的，所述輸入光纖還可以為單模輸入光纖，所述輸出光纖還可以為單模輸出光纖。

可選擇的，所述輸入光纖還可以為相互連接的單模輸入光纖和自聚焦透鏡，所述輸出光纖還可以為相互連接的自聚焦透鏡和單模輸出光纖，所述雙芯光纖的兩端均與所述自聚焦透鏡連接。

進一步的，所述輸入光纖與雙芯光纖、雙芯光纖與輸出光纖的連接處均設有環氧樹脂密封圈。

本發明的有益效果為：本發明以雙芯光纖為基質，具有全光纖結構，體積和重量相比傳統光纖應變傳感器都大大減小；由于兩個干涉臂在同一根光纖中，消除了溫度對傳感器的影響；干涉臂中間的空氣層阻止了光在兩纖芯之間的耦合，提高了傳感器的靈敏度。

附圖說明

下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明實施例所述的一種消除溫度影響的光纖應變傳感器的結構示意圖之一；

圖2是圖一所示雙芯光纖的A向視圖；

圖3是本發明實施例所述的一種消除溫度影響的光纖應變傳感器的結構示意圖之二；

圖4是本發明實施例所述的一種消除溫度影響的光纖應變傳感器的結構示意圖之三。

圖中：

1、光源；2、輸入光纖；3、雙芯光纖；4、輸出光纖；5、光譜分析儀；6、空氣層；7、纖芯；8、環氧樹脂密封圈。

具體實施方式

如圖1-2所示，本發明實施例所述的一種消除溫度影響的光纖應變傳感器，包括依次順序連接的光源1、輸入光纖2、雙芯光纖3、輸出光纖4和光譜分析儀5，所述雙芯光纖3的中部設有空氣層6，所述雙芯光纖3上位于空氣層6的兩側對稱設有纖芯7。輸入光纖2為多模輸入光纖，輸出光纖4為多模輸出光纖，雙芯光纖3的兩端通過光纖熔接機分別與多模輸入光纖、多模輸出光纖進行熔接，兩纖芯7之間用激光器切割為空氣層6，將光纖連接區進行清洗，然后用環氧樹脂密封圈8進行封裝固化。

光源1發出光信號，經過多模輸入光纖進入雙芯光纖3，分別輸入到雙芯光纖3的兩個纖芯7內，形成相干光，這時雙芯光纖3的兩個纖芯7為傳感器的兩個干涉臂，由于兩個纖芯7之間設置了空氣層6，阻止了光在兩纖芯7之間的耦合。兩路光信號經過雙芯光纖3的另一端后，輸出到多模輸出光纖，形成干涉光，經過光譜分析儀5完成對干涉信號的檢測。

本實施例所述的光源1為白光光源，多模輸入光纖和多模輸出光纖的長度均為30m，雙芯光纖3的長度為500m，多模輸入光纖纖芯和多模輸出光纖纖芯的直徑均為62.5μm，雙芯光纖3的纖芯7直徑均為50μm，雙芯光纖3的兩個纖芯7的邊沿最近距離為50μm；空氣層6的長度為490m，寬度為30μm。

如圖3所示，輸入光纖2為單模輸入光纖，輸出光纖4為單模輸出光纖，雙芯光纖3的兩端通過光纖熔接機分別與單模輸入光纖、單模輸出光纖進行熔接，兩纖芯7之間用激光器切割為空氣層6，將光纖連接區進行清洗，然后用環氧樹脂密封圈8進行封裝固化。

光源1發出光信號，經過單模輸入光纖進入雙芯光纖3，分別耦合到兩個纖芯7，形成相干光，這時兩個纖芯7為傳感器的兩個干涉臂，由于兩纖芯7之間設計了空氣層6，阻止了光在兩纖芯7之間的耦合，兩路光信號經過雙芯光纖3的另一端后，耦合到單模輸出光纖，形成干涉光，經過光譜分析儀5完成對干涉信號的檢測。

本實施例所述的光源1為激光光源，單模輸入光纖和單模輸出光纖的長度分別為30m和60m，雙芯光纖3的長度為50km，單模輸入光纖纖芯和單模輸出光纖纖芯的直徑均為9μm，雙芯光纖3的兩個纖芯7的直徑均為100μm，雙芯光纖3的兩個纖芯7的邊沿最近距離為90μm；空氣層6的長度為49km，寬度為70μm。