[發(fā)明專(zhuān)利]應(yīng)變隔離式光纖布拉格光柵傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480058009.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105659059A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 多米諾·塔弗納;約翰·J·格林貝克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 韋特福特科技控股有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01K11/32
• 分類(lèi)號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠(chéng);陳煒

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2013年10月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào) 61/895,093以及于2014年9月26日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)14/497,573 的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。通過(guò)引用將這些申請(qǐng)中的每個(gè)申請(qǐng)整體地合并到本文中。

發(fā)明背景

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的各實(shí)施方式總體上涉及具有一個(gè)或更多個(gè)應(yīng)變隔離式光纖 布拉格光柵傳感器的光纖。

相關(guān)領(lǐng)域的描述

光纖通常被布置在管子內(nèi)以防止損壞。在一些情況下，通過(guò)借助于氣 體或液體將光纖推入到管子中來(lái)插入光纖。例如，如美國(guó)專(zhuān)利第7,024,081 號(hào)中所描述的，當(dāng)制造金屬管內(nèi)光纖(FIMT)時(shí)可以將光纖推入到金屬 管中，通過(guò)引用將美國(guó)專(zhuān)利第7,024,081號(hào)整體地合并到本文中。

金屬管內(nèi)的光纖中的多個(gè)光纖布拉格光柵(FBG)傳感器形成了有用 的光學(xué)傳感器構(gòu)造，諸如用于測(cè)量溫度。為了提供準(zhǔn)確的溫度測(cè)量，F(xiàn)BG 傳感器通常必須與光纖上的應(yīng)變隔離。因此，希望金屬管中有一定量的過(guò) 量纖維長(zhǎng)度(也稱(chēng)為過(guò)度裝填)，以減小FBG傳感器上的應(yīng)變。然而，很 難實(shí)現(xiàn)特定量的過(guò)量纖維長(zhǎng)度，并且通常需要使用非常耗時(shí)和昂貴的受控 操作將光纖放置在金屬管內(nèi)。

因此，存在用于在光纖上使應(yīng)變與FBG傳感器隔離的技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

感測(cè)裝置包括管子，以及被布置在管子中的光纖。該光纖可以具有包 含光纖布拉格光柵(FBG)傳感器的區(qū)段。支撐構(gòu)件可以被耦接至該區(qū)段 的端部，使得該區(qū)段包括比支撐構(gòu)件的被布置在該區(qū)段的端部之間的部分 的長(zhǎng)度更大的長(zhǎng)度。支撐構(gòu)件可以被配置成在光纖中使FBG傳感器與應(yīng) 變隔離。

一種形成感測(cè)裝置的方法，該方法包括將支撐構(gòu)件耦接至第一光纖的 一個(gè)區(qū)段的端部，第一光纖的該區(qū)段包含光纖布拉格光柵(FBG)傳感器， 其中該區(qū)段包括比支撐構(gòu)件的被布置在該區(qū)段的端部之間的部分的長(zhǎng)度 更大的長(zhǎng)度。

附圖說(shuō)明

為了能夠詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征的方式，參考實(shí)施方式可以獲 得在上面簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明的更具體的描述，在附圖中圖示出了這些實(shí)施 方式中的一些實(shí)施方式。然而，要注意到，附圖僅圖示出了本發(fā)明的典型 實(shí)施方式，因此其不被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可以允 許其他等同有效的實(shí)施方式。

圖1圖示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的布置在管子內(nèi)的光纖。

圖2圖示出了在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的光纖上的應(yīng)變隔離式FBG傳感 器。

圖3圖示出了在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的光纖上的應(yīng)變隔離式FBG傳感 器。

圖4圖示出了在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的兩個(gè)光纖上的應(yīng)變隔離式FBG 傳感器。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及在光纖中使應(yīng)變(張力和壓力)與光纖布拉格 光柵(FBG)傳感器隔離。本發(fā)明的實(shí)施方式為連續(xù)光纖串中的溫度感測(cè) 布拉格光柵提供應(yīng)變消除。本發(fā)明的實(shí)施方式包括應(yīng)變消除技術(shù)，該應(yīng)變 消除技術(shù)可以用于組裝具有FBG傳感器的光纖，以及用于將光纖安裝到 管子中以用于惡劣環(huán)境中的感測(cè)應(yīng)用。

公知的是，光纖布拉格光柵(FBG)是一種反射器，可以在光纖的一 個(gè)區(qū)段中構(gòu)造該該反射器以反射特定波長(zhǎng)的光同時(shí)傳播所有其他波長(zhǎng)的 光。還公知的是，光纖是包括能夠在光纖的兩端之間傳播光的壓型玻璃(例 如，硅石)或塑料的柔性透明纖維。雖然在本文中關(guān)于光纖中的FBG傳 感器進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的實(shí)施方式也可以用于隔離其他類(lèi)型的傳感 器和/或傳輸線中的應(yīng)變。

圖1圖示出了布置在管子20中的具有一個(gè)或更多個(gè)FBG傳感器15 的光纖10。可以使用本領(lǐng)域中已知的任何技術(shù)將光纖10插入到管子20 中。例如，可以使用機(jī)械插入裝置將光纖10推入到管子20中，或者可以 使用諸如氣體或液體的加壓流的流體使光纖10漂流到管子中。管子20 可以由諸如金屬和玻璃的本領(lǐng)域中已知的任何材料形成。管子20可以包 括諸如通過(guò)焊接、釬焊以及本領(lǐng)域中已知的其它連接方法耦接在一起的一 個(gè)或更多個(gè)區(qū)段。例如，可以在光纖10的周?chē)蛘弋?dāng)同時(shí)地將光纖10 插入到管子20中時(shí)將管子20的一個(gè)或更多個(gè)區(qū)段焊接在一起。