[發明專利]一種雙參量一體化傳感器及其制備方法和監測系統

有效

• 申請號: 202010888331.9
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112179535B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 蔣維樂;張福政;趙娜;林啟敬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01K11/3206;G01B11/16;G02B5/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種雙參量一體化傳感器制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)、在光纖上取1-5cm長度去除涂覆層和包層，將去除涂覆層和包層的裸纖部分采用酒精搽拭干凈；

步驟2)、將除雜后的光纖置于光纖熔接機的固定夾槽內，去掉初始復位程序，添加預應力，然后將防風蓋按要求蓋好后啟動熔接機，在手動熔接模式下的擠壓熔接，在同一段裸纖上采用熔接機對除雜后的裸纖進行擠壓熔接形成兩個間隔的光纖粗錐；

步驟3)、利用激光刻寫方法在兩個光纖粗錐之間的光纖中刻寫光柵，從而得到雙參量一體化光纖傳感器。

2.根據權利要求1所述的一種雙參量一體化傳感器制備方法，其特征在于，在裸纖上采用熔接機進行擠壓熔接，保持其中一端步進機不動，使另一端步進機移動，完成一個光纖粗錐，然后保持另一個步進機不動，使其中一端步進機移動，完成另一個光纖粗錐制備。

3.根據權利要求1所述的一種雙參量一體化傳感器制備方法，其特征在于，制備一個光纖粗錐時，熔接機上的步進機的推進距離為200μm～280μm，預熔時間在230ms～300ms。

4.根據權利要求1所述的一種雙參量一體化傳感器制備方法，其特征在于，采用飛秒激光直寫方法在光纖內刻寫線條形成光柵結構。

5.根據權利要求4所述的一種雙參量一體化傳感器制備方法，其特征在于，飛秒激光直寫方法具體參數為：飛秒激光直寫的環境溫度為22℃～28℃，單次掃描距離為140μm～160μm，掃描速度設為900μm/s～1100μm/s，光束功率為142μW～144μW，光束能量為142nJ/pulse～144nJ/pulse，得到每毫米900～1100線的光纖光柵傳感結構。

6.一種基于權利要求1所述一種雙參量一體化傳感器制備方法制備得到的雙參量一體化傳感器，其特征在于，光纖上有兩個間距為1-5cm的光纖粗錐，光纖粗錐的長度為410μm～415μm，光纖粗錐直徑為165μm～170μm。

7.一種基于權利要求1制備的雙參量一體化傳感器的監測系統，其特征在于，包括光路模塊、電路模塊、數據采集處理模塊和顯示模塊；光路模塊用于獲取雙參量一體化傳感器的采集信號并通過電路模塊用于將采集信號進行放大，放大后的信號傳輸至數據采集處理模塊進行保存并與設定閾值對比，并將對比結果通過顯示模塊進行顯示。

8.根據權利要求7所述的監測系統，其特征在于，光路模塊采用PIN光電二極管；電路模塊包括依次連接的電流-電壓轉換放大電路、二級放大電路、低通濾波電路和無線傳輸模，對采集的信號放大10⁹倍，數據采集處理模塊采用PCIe8534型數采模塊。