[發明專利]一種基于強耦合多芯光纖的溫度不敏感曲率傳感器、曲率測量裝置和方法

有效

• 申請號: 202110790166.8
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113446962B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 鄭狄;劉志明;潘煒;鄒喜華;閆連山
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

1.一種基于強耦合多芯光纖的溫度不敏感曲率傳感器，其特征在于：包括：

強耦合多芯光纖，包括一個中心纖芯和六個位于所述中心纖芯外圍的以正六邊形形狀排列的外圍纖芯，所述中心纖芯和外圍纖芯的輪廓均為正六邊形；

七個相同中心波長的FBG，分別寫入中心纖芯和六個外圍纖芯的相同位置；

第一單模光纖和第二單模光纖，分別與所述中心纖芯的兩端對準熔接；

在FBG所反射形成的光譜中，得到兩個共振峰以及它們之間的一個缺口深度；通過解調缺口深度的方式來確定即曲率；其中，在光譜中缺口深度大小最大的兩個波峰即為共振峰。

2.根據權利要求1所述的一種基于強耦合多芯光纖的溫度不敏感曲率傳感器，其特征在于：所述中心纖芯的六個邊與六個外圍纖芯的其中一個邊對準。

3.根據權利要求1所述的一種基于強耦合多芯光纖的溫度不敏感曲率傳感器，其特征在于：所述FBG的寫入方式包括相位掩膜法、飛秒激光直寫法或電弧放電制備法。

4.根據權利要求1所述的一種基于強耦合多芯光纖的溫度不敏感曲率傳感器，其特征在于：所述FBG位于中心纖芯和六個外圍纖芯的中間位置。

5.一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量裝置，其特征在于：所述裝置包括：

如權利要求1~4中任意一項所述的曲率傳感器；

光源，與曲率傳感器的輸入端連接；

光譜分析儀，與曲率傳感器的輸出端連接，用于根據曲率傳感器的輸出計算得到光譜；

曲率計算裝置，與光譜分析儀連接，用于根據所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度計算得到曲率值。

6.根據權利要求5所述的一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量裝置，其特征在于：所述根據所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度計算得到曲率值包括：利用所述深度-曲率曲線和所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度，計算得到實際曲率值。

7.根據權利要求6所述的一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量裝置，其特征在于：還包括：

實驗固定裝置，用于固定所述曲率傳感器處于不同實驗曲率；所述光譜分析儀還用于計算得到在所述實驗固定裝置固定下的不同曲率下的實驗光譜；

所述曲率計算裝置還用于根據實驗固定裝置得到實驗曲率值，并利用所述實驗光譜得到實驗缺口深度；所述曲率計算裝置還用于將不同實驗曲率值下的實驗缺口深度計算得到深度-曲率曲線。

8.一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量方法，其特征在于：采用權利要求1~4中任意一項所述的曲率傳感器的輸出數據；所述方法包括以下步驟：

獲取由待測量曲率傳感器的輸出數據轉化成的光譜；

根據所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度計算得到曲率值。

9.根據權利要求8所述的一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量方法，其特征在于：所述根據所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度計算得到曲率值，包括：

利用所述深度-曲率曲線和所述光譜中兩個共振峰之間的缺口深度，計算得到實際曲率值。

10.根據權利要求9所述的一種基于溫度不敏感曲率傳感器的曲率測量方法，其特征在于：所述深度-曲率曲線的獲取方式，包括：

獲取所述曲率傳感器處于不同實驗曲率時的實驗光譜；

計算各個實驗光譜的實驗缺口深度；

將不同實驗曲率值下的實驗缺口深度進行計算，得到深度-曲率曲線。