[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

本申請提供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，殼體的一端固定光纖起偏器，另一端固定光纖檢偏器，光源發射器與光纖起偏器連接，光接收器與光纖檢偏器連接，光纖壓力傳感器還包括金屬保偏光纖，金屬保偏光纖內置于殼體中，一端與光纖起偏器連接，另一端與光纖檢偏器連接，金屬保偏光纖包括第一金屬層和包覆在第一金屬層上的第二金屬層，第二金屬層的密度大于第一金屬層的密度，金屬保偏光纖設有應力敏感區，應力敏感區上設有承壓組件。本申請還提供一種測試方法以及金屬保偏光纖的制備方法。通過本申請，能夠提升測試的連續性與穩定性。

技術領域

本發明涉及壓力檢測技術領域，尤其涉及一種光纖壓力傳感器及測試方法、金屬保偏光纖制備方法。

背景技術

光纖壓力傳感器是一種將被測對象的壓力狀態轉變為可測的光信號的傳感器。現有的光纖壓力傳感器采用普通的保偏光纖作為敏感單元，一旦承受一定壓力，撤力恢復常態或改變受力狀態，其狀態改變需要至少30分鐘時間，想要實現連續探測比較困難；同時在晝夜溫差較大的地區，雖然普通的保偏光纖也可控制光能衰減在一定范圍之內，但其值上限可達到0.05dB/km，仍然會對測量結果造成影響，同時一旦超出此范圍如油井等場景則無法使用。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種光纖壓力傳感器及測試方法、金屬保偏光纖制備方法，其能夠提升測試的連續性與穩定性。

本發明實施例第一方面提供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，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。

進一步地，在本發明實施例提供的上述光纖壓力傳感器中，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。

進一步地，在本發明實施例提供的上述光纖壓力傳感器中，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。

進一步地，在本發明實施例提供的上述光纖壓力傳感器中，所述殼體內設有容納槽，所述容納槽用于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。

進一步地，在本發明實施例提供的上述光纖壓力傳感器中，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。

本發明實施例第二方面提供一種金屬保偏光纖的制備方法，所述方法包括：

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，得到金屬保偏光纖，第二金屬層的密度大于第一金屬層的密度。

本發明實施例第三方面提供一種使用光纖壓力傳感器測試外界應力的測試方法，所述方法包括：