[發明專利]基于金屬管結構的光纖光柵腐蝕傳感器及監測方法

在審

• 申請號: 201410616692.2
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104406900A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 曾捷;王博;張俊;曹亮;毛超群;張鈺玨;劉蘇州
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于金屬管結構的光纖光柵腐蝕傳感器，其特征在于：

包括金屬管(2)、刻有腐蝕傳感光柵(1)和溫度補償光柵(3)的光纖(7)；其中溫度補償光柵(3)位于光纖(7)的第二端；

其中腐蝕傳感光柵(1)通過兩端預緊方式封裝于金屬管(2)內，

光纖(7)的第一端伸出金屬管(2)第一端作為與解調儀的連接端；

光纖(7)的第二端伸出金屬管(2)第一端后又從金屬管(2)第一端折回進入金屬管(2)，即使得溫度補償光柵(3)通過一端固定另一端自由方式封裝于金屬管(2)內。

2.根據權利要求1所述的基于金屬管結構的光纖光柵腐蝕傳感器，其特征在于：所述的金屬管(2)兩端具有切口凹槽結構。

3.利用權利要求1所述的基于金屬管結構的光纖光柵腐蝕傳感器的同材質金屬腐蝕監測方法，其特征在于包括以下過程：

步驟1、對傳感器進行關于光纖光柵中心波長偏移量與金屬管(2)管壁腐蝕程度關系的標定，具體過程如下：

步驟1-1、選取一根與待標定光纖光柵腐蝕傳感器中金屬管(2)一致的金屬管，將其兩端封裝，作為對比管；

步驟1-2、將待標定光纖光柵腐蝕傳感器和對比管同時放入腐蝕溶液中，監測對比管半徑的變化，以及待標定光纖光柵腐蝕傳感器的反射光譜中心波長的變化；

步驟1-3、作出Δλ_A-Δλ_B與R的關系曲線；

其中Δλ_A-Δλ_B由解調儀(5)通過對待標定光纖光柵腐蝕傳感器的監測得到；

其中R通過對對比管的測量得到；

其中R＝f(F,Δλ_A-Δλ_B,λ_A,P_ε,E,r)，其中：R為金屬管外徑，r為金屬管內徑，P_ε為是光纖有效彈光系數，為常數，λ_A為腐蝕傳感光柵(1)在放入腐蝕溶液前的中心波長，Δλ_A為腐蝕傳感光纖光柵(1)引起的中心波長變化量，Δλ_B為溫度補償光纖光柵(3)引起的中心波長變化量，E為金屬管彈性模量；

步驟2、將標定后的光纖光柵腐蝕傳感器放在腐蝕環境中，利用Δλ_A-Δλ_B與R的關系曲線，可以監測相同材質金屬的腐蝕程度。