一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器的製造方法
2023-10-22 06:17:52 4
一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器的製造方法
【專利摘要】一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其特徵在於：由入射光纖(1)、光纖環形器(2)、連接光纖(3)、傾斜光纖光柵(4)和熔融拉錐結構(5)、毛細套管(6)、出射光纖(7)組成；光纖環形器(2)三個埠按照順時針方向依次分別與入射光纖(1)以及連接光纖(3)和出射光纖(7)相連接，連接光纖(3)的另一端與傾斜光纖光柵(4)的左端相連接，熔融拉錐結構(5)位於傾斜光纖光柵(4)的中間位置，傾斜光纖光柵(4)和熔融拉錐結構(5)共同組成傾角測量傳感頭結構，毛細套管(6)包裹於傾斜光纖光柵(4)的表面；本實用新型靈敏度高、抗外界電磁幹擾能力強，可以實現傾角大小和方向的同時測量，具有應用於各類實際工程中的潛力。
【專利說明】一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器
【技術領域】
[0001] 一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，屬於光纖傳感技術領 域。
【背景技術】
[0002] 光纖光柵傳感器因其簡單的結構和較高的靈敏度而在光纖傳感領域中得到了廣 泛研究與應用，現已成為光纖通信和傳感領域中重要的器件之一。常見的應用包括大型結 構的應變和溫度準分布式測量，油（氣）井下壓力和流量的測量，太空梭運行狀態的監 測，橋梁變形測量等，並且光纖光柵的應用範圍隨著研究的深入在不斷擴大。光纖光柵傳 感以其本質安全、不受電磁幹擾、靈敏度高、質量輕、體積小、易於復用（網絡）、可遠距離遙 測、能埋入工程結構等特點而在傳感領域備受關注並且得到廣泛應用，已成為傳感技術發 展的主流方向之一。隨著布拉格光柵、長周期光柵以及其他各種光纖光柵刻寫技術的逐漸 成熟，越來越多的單參數傳感、多參數傳感、分布式傳感可以方便的利用光纖光柵來實現。
[0003] 傾斜光纖光柵與傳統的布拉格光纖光柵類似，但是由於其柵面傾角與光纖軸向不 再垂直而使得前向傳輸的纖芯模式同時f禹合為後向傳輸的布拉格纖芯模和包層模。因此， 傾斜光纖光柵同時具備了布拉格光纖光柵和長周期光纖光柵的優點，包層模倏逝場受到外 界環境各種參量變化的影響，從而可以利用激發的纖芯模和包層模對外界參量的變化進行 傳感測量。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器。 該裝置能夠將外圍待測傾角的變化量轉化為探測信號的強度變化量。具有結構簡單、易於 操作、靈敏度高等特點。
[0005] 本發明通過以下技術方案實現：
[0006] -種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其特徵在於：由入射光 纖（1)、光纖環形器（2)、連接光纖（3)、傾斜光纖光柵（4)和熔融拉錐結構（5)、毛細套管
[6] 、出射光纖（7)組成；光纖環形器（2)三個埠按照順時針方向依次分別與入射光纖 (1)以及連接光纖⑶和出射光纖⑵相連接，連接光纖（3)的另一端與傾斜光纖光柵（4) 的左端相連接，熔融拉錐結構（5)位於傾斜光纖光柵（4)的中間位置，傾斜光纖光柵（4)和 熔融拉錐結構（5)共同組成傾角測量傳感頭結構，毛細套管（6)包裹於傾斜光纖光柵（4) 的表面。
[0007] 所述的基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其特徵在於：傾斜光 纖光柵（4)長度為22釐米，光柵柵面傾角為10度，左右兩部分傾斜光纖光柵均由毛細套管 (6)包裹於表面。
[0008] 所述的基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其特徵在於：熔融拉 錐結構（5)位於傾斜光纖光柵（4)的中間位置，長度為2釐米，腰椎半徑為62.5微米，錐區 結構表面無毛細套管（6)包裹。
[0009] 本發明的工作原理是：傾斜光纖光柵（4)由於在中間位置拉制出熔融拉錐結構 (5)而分割為左右兩部分，測量時，左端的傾斜光纖光柵（4)固定在裝置上保持不變，右端 的傾斜光纖光柵（4)可以活動，由於毛細套管（6)的保護作用使得傾斜光纖光柵（4)的左 右兩部分始終分別保持直線形狀而不會彎曲，熔融拉錐結構（5)區域可以自由彎曲實現任 意傾斜角度的變化。
[0010] 入射光經過光纖環形器（2)和連接光纖（3)進入由傾斜光纖光柵（4)和熔融拉錐 結構（5)組成的傳感探頭後，經過傾角變化調製的反向傳輸的光再次經過連接光纖（3)和 光纖環形器（2)後進入出射光纖（7)，纖芯模和包層模的光強度分別為：
【權利要求】
1. 一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其特徵在於：由入射光纖 (1)、光纖環形器（2)、連接光纖（3)、傾斜光纖光柵（4)和熔融拉錐結構（5)、毛細套管（6)、 出射光纖（7)組成；光纖環形器（2)三個埠按照順時針方向依次分別與入射光纖（1)以 及連接光纖（3)和出射光纖（7)相連接，連接光纖（3)的另一端與傾斜光纖光柵（4)的左 端相連接，熔融拉錐結構（5)位於傾斜光纖光柵（4)的中間位置，傾斜光纖光柵（4)和熔融 拉錐結構（5)共同組成傾角測量傳感頭結構，毛細套管（6)包裹於傾斜光纖光柵（4)的表 面。
2. 根據權利要求1所述的一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其 特徵在於：傾斜光纖光柵（4)長度為22釐米，光柵柵面傾角為10度，左右兩部分傾斜光纖 光柵均由毛細套管（6)包裹於表面。
3. 根據權利要求1所述的一種基於傾斜光纖光柵熔融拉錐結構的傾角測量傳感器，其 特徵在於：熔融拉錐結構（5)位於傾斜光纖光柵（4)的中間位置，長度為2釐米，腰椎半徑 為62. 5微米，錐區結構表面無毛細套管（6)包裹。
【文檔編號】G01B11/26GK204064264SQ201420412665
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月23日 優先權日:2014年7月23日
【發明者】沈常宇, 陳德寶, 魏健, 路豔芳, 劉樺楠, 褚金雷 申請人:中國計量學院