[發明專利]一種基于PDMS膜和游標效應增敏的光纖液壓傳感器

有效

• 申請號: 202210069922.2
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114414134B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 張立杰;杜尚海;熊燕玲
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 申素霞

1.一種基于聚二甲基硅氧烷膜和游標效應增敏的光纖液壓傳感器，由寬帶光源、環形器、傳感頭和光譜分析儀組成；

所述環形器沿周向順次設置有第一端口、第二端口和第三端口，所述寬帶光源與所述第一端口連接，所述傳感頭與所述第二端口連接，所述光譜分析儀與所述第三端口連接；

所述傳感頭由順次熔接的單模光纖、多模光纖、懸浮芯光纖和石英管組成，所述石英管未熔接有懸浮芯光纖的一端的末端設置有聚二甲基硅氧烷膜；其中，所述傳感頭中靠近單模光纖的一端與所述第二端口連接；所述多模光纖與懸浮芯光纖的熔接面為反射面I，所述懸浮芯光纖與石英管的熔接面為反射面II，所述石英管中空氣與聚二甲基硅氧烷膜的臨界面為反射面III；其中，所述反射面I與反射面II構成邁克爾遜干涉儀，所述反射面I與反射面III構成法布里-珀羅干涉儀；

其中，所述傳感頭的反射光譜包絡的平移量為：

Δλ_Envelope＝M·Δλ_FPI；

所述Δλ_Envelope為反射光譜包絡的平移量，M為包絡的放大因子，Δλ_FPI為法布里-珀羅干涉儀反射光譜平移量；

當環境液壓改變時，所述傳感頭的石英管末端的聚二甲基硅氧烷膜受力發生形變，使所述法布里-珀羅干涉儀腔長發生改變，所述傳感頭的反射光譜包絡隨之移動。

2.根據權利要求1所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述單模光纖的內直徑為8~9微米，外直徑為125微米。

3.根據權利要求1所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述多模光纖的長度為150~200微米，內直徑為60微米，外直徑為125微米。

4.根據權利要求1所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述懸浮芯光纖包括包層、設置在所述包層中心位置的氣體通孔以及內切于所述氣體通孔的纖芯。

5.根據權利要求1或4所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述懸浮芯光纖的外直徑為125微米，長度為150~200微米。

6.根據權利要求4所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述氣體通孔的直徑為40微米。

7.根據權利要求4所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述纖芯的直徑為8~9微米。

8.根據權利要求1所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述石英管的內部纖芯為空氣；所述石英管的長度為所述懸浮芯光纖長度的60%，所述石英管的內直徑為50微米，外直徑為125微米。

9.根據權利要求1所述的光纖液壓傳感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷膜的厚度為10~20微米。