[發明專利]光纖壓力傳感器及測試方法、金屬保偏光纖制備方法

有效

• 申請號: 202011048402.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112179536B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 朱錢生;葉陽;丁春來;曹珊珊;劉志忠;薛濟萍;薛馳
• 申請（專利權）人: 中天科技光纖有限公司;江蘇中天科技股份有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G02B6/024;G02B6/036
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 徐麗;許春曉

1.一種光纖壓力傳感器，用于測量光纖所受壓力值，包括光源發射器、光纖起偏器、光纖檢偏器、承壓組件、光接收器以及殼體，所述殼體的一端固定所述光纖起偏器，另一端固定所述光纖檢偏器，所述光源發射器與所述光纖起偏器連接，所述光接收器與所述光纖檢偏器連接，其特征在于，所述光纖壓力傳感器還包括金屬保偏光纖，

所述金屬保偏光纖內置于所述殼體中，一端與所述光纖起偏器連接，另一端與所述光纖檢偏器連接，

所述金屬保偏光纖包括光纖纖芯、應力敏感區、包覆于所述光纖纖芯與應力敏感區的光纖包層，涂覆于所述光纖包層外側的第一金屬層與第二金屬層，所述第二金屬層包覆在所述第一金屬層上，第二金屬層的密度大于第一金屬層的密度，所述第一金屬層的厚度為180-210μm，所述第二金屬層的厚度為235-255μm；

所述應力敏感區上設有所述承壓組件，所述應力敏感區的最外側與所述光纖纖芯的中心距離為r，所述光纖纖芯的半徑為a，其中，r/a的取值范圍為3-4；

所述殼體內設有容納槽，所述容納槽容納所述金屬保偏光纖，所述容納槽的長度方向設有若干個卡扣，所述卡扣固定所述金屬保偏光纖；所述卡扣包括第一卡扣件、第二卡扣件以及固定件，所述第一卡扣件與所述第二卡扣件通過所述固定件連接，所述第一卡扣件與所述第二卡扣件的長度可伸縮，所述第一卡扣件與所述第二卡扣件的連接角度可增大或減小。

2.根據權利要求1所述的光纖壓力傳感器，其特征在于，所述殼體設有貫穿所述殼體的凹槽，所述凹槽的兩側壁設有若干凸起部，所述若干凸起部固定所述承壓組件。

3.根據權利要求2所述的光纖壓力傳感器，其特征在于，所述承壓組件包括壓敏填充物與彈性元件，所述壓敏填充物一端凸出所述殼體的凹槽設置，另一端與所述彈性元件的一端連接，所述彈性元件的另一端接觸所述金屬保偏光纖。

4.一種使用如權利要求1-3任意一項所述的光纖壓力傳感器測試外界應力的測試方法，其特征在于，所述方法包括：

調整并固定光纖起偏器與光纖檢偏器的位置；

執行測試步驟，對承壓組件施加壓力，并打開光源發射器使激光通過光纖起偏器、金屬保偏光纖以及光纖檢偏器輸入至光接收器，獲取所述光接收器的功率值；

改變應力值，重復測試步驟，獲取多組壓力值與對應的功率值；

根據多組壓力值與功率值擬合壓力與功率的關系公式；

利用關系公式，根據所述光接收器測量到的功率值得出外界施加的應力值。

5.根據權利要求4所述的光纖壓力傳感器測試方法，其特征在于，所述調整并固定光纖起偏器包括：調整所述光纖起偏器的偏振方向與所述金屬保偏光纖的主軸成45°，以保證光經過所述光纖起偏器產生的偏振光的偏振方向與所述金屬保偏光纖的快慢軸一致。

6.根據權利要求4所述的光纖壓力傳感器測試方法，其特征在于，所述調整并固定光纖檢偏器包括：打開光源發射器使激光通過光纖起偏器、金屬保偏光纖以及光纖檢偏器輸入至光接收器，當所述光接收器的顯示示數最大時，固定所述光纖檢偏器。

7.一種金屬保偏光纖的制備方法，其特征在于，所述金屬保偏光纖包括光纖纖芯、應力敏感區、包覆于所述光纖纖芯與應力敏感區的光纖包層，涂覆于所述光纖包層外側的第一金屬層與第二金屬層，所述第二金屬層包覆在所述第一金屬層上，所述第一金屬層的厚度為180-210μm，所述第二金屬層的厚度為235-255μm，所述制備方法包括：

獲取預設保偏光纖；

采用熱化學法去除所述預設保偏光纖的外涂層，得到預設保偏光纖包層；

在所述預設保偏光纖包層的外側由內而外涂覆第一金屬層與第二金屬層，得到所述金屬保偏光纖，第二金屬層的密度大于第一金屬層的密度。