[實用新型]一種基于法布里?珀羅微腔的光纖應力傳感裝置

有效

• 申請號: 201720247673.6
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN206618524U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 劉燁;王東寧
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型提供了一種基于法布里-珀羅微腔的光纖應力傳感裝置，屬于光纖傳感技術領域。

背景技術

光纖應力傳感器是世界上應用廣泛的傳感器類型，具有許多電傳感器不可比擬的優點，如不受電磁場以及外界環境變化的影響、靈敏度高、體積小、絕緣性好、可實現分布測量等，已廣泛應用于石油、化工、交通、能源、冶金、醫藥、軍工、食品、核工業等領域。光纖應力傳感器是實現長期及實時在線結構健康監測的關鍵器件，對于保障大型設施的安全、防治惡性以及災難性事故的發生具有極其重要的意義。光纖傳感器相對于傳統傳感器來說具有極高的靈敏度和分辨率，頻帶范圍很寬，動態范圍很大，不受電磁場干擾等優點，近年來在國防軍事部、科研部門以及制造工業、能源工業、醫療等科學研究領域中都得到實際應用。傳感器的發展趨勢是靈敏、精確、適用性強、小巧和智能化。與傳統的應力傳感器相比，光纖應力傳感器具有體積小、重量輕、響應速度快、成本低等特點，可用于各種特殊環境參數檢測，而且光纖的不受電磁干擾，靈敏度高，可靠性高，耐腐蝕，體積小等諸多優點，因此成為目前國內外研究的熱點。

光纖應力傳感器具有一系列突出的優點，是光纖傳感器中最具潛力的發展方向之一。當然，目前仍存在很多問題需要解決，例如提高空間分辨率、改善探測靈敏度、擴大測量范圍、縮短響應時間等。

實用新型內容

本實用新型針對上述現有技術的不足，提供一種基于法布里-珀羅微腔的光纖應力傳感裝置，它具有制備簡單、靈敏度高、體積小、結構緊湊等優點。

本實用新型解決技術問題所采取的技術方案為：基于法布里-珀羅微腔的光纖應力傳感裝置，包括寬帶光源，環形器，傳感頭，光纖光譜分析儀，其連接方式為：環形器進口端與寬帶光源連接，環形器出口端與傳感頭連接，環形器反饋端和光纖光譜儀相連接；其特征在于：所述的傳感頭，由兩段腐蝕多模光纖進行錯位熔接，形成不規則氣泡。

所述腐蝕多模光纖是由纖芯直徑和光纖直徑分別為62.5μm和125μm的多模光纖制作而成。

所述傳感頭的制作方法是：將多模光纖處于40％的HF溶液中腐蝕4.5分鐘，其端面形成錐形腔，再將兩段腐蝕多模光纖的錐形腔部分分別置于熔接機兩端進行熔接。

本實用新型與現有技術相比的有益效果是：

1、傳感裝置采用單模光纖和多模光纖制備，具有成本低、制備簡單的優點。

2、傳感裝置具很高的應力傳感靈敏度。

3、傳感裝置為一體式結構，尺寸微小，應力測量范圍大。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施實例或技術方案，下面結合附圖和實施實例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的實施應用系統示意圖。

圖2為本實用新型的傳感頭結構示意圖。

圖中，1.寬帶光源，2.環形器，3.傳感頭，4.光譜分析儀，5.腐蝕多模光纖，5a.多模光纖包層，5b.多模光纖纖芯，5c.錐形腔，6.不規則形狀氣泡。

具體實施方式

下面結合附圖及實施實例對本實用新型作進一步描述：

圖1所示為本實用新型的實施應用系統示意圖，包括寬帶光源1、環形器2、傳感頭3、光譜分析儀4。其連接方式為：環形器2有三個接口端，分別為：光源進口端，光源出口端，反饋端。進口端與寬帶光源1連接，出口端與連接傳感頭3連接，反饋端和光譜分析儀4相連接。

圖2所示為本實用新型的傳感頭3的結構示意圖，所述的傳感頭3，由腐蝕多模光纖5、不規則氣泡6構成。腐蝕多模光纖5包括多模光纖包層5a和多模光纖纖芯5b，腐蝕多模光纖5端面的錐形腔為5c，將兩段腐蝕多模光纖5進行熔接，形成不規則形狀氣泡6。腐蝕多模光纖5是由纖芯和光纖直徑分別為62.5μm和125μm的多模光纖制成；

所述傳感頭的制作方法是：將多模光纖處于40％的HF溶液中腐蝕4.5分鐘，其端面形成錐形腔，將兩段腐蝕多模光纖的錐形腔部分分別置于熔接機兩端進行熔接，放電功率與放電時間為-45bit和300ms。

結合圖1，2，介紹具體的工作原理：當寬帶光源發出的光進入傳感頭3時，一部分光會在不規則氣泡前壁6a面發生第一次反射，另一部分光會繼續傳播并在不規則氣泡后壁6b面發生第二次反射，兩束反射光相遇并產生干涉，干涉光束將經由環形器2被傳輸到光譜分析儀4中，形成類似法布里-珀羅干涉儀，測量反射光譜特征峰的波長漂移量，即可計算出被測環境參數的數值。

以上所述的具體實施實例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細的說明，應被理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施實例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。