一种基于TFBG的横向压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于TFBG的横向压力传感器，由宽带光源，光谱仪，3db耦合器，传感器，第一金属片，第一弹性材料，第一支撑光纤，TFBG，第二支撑光纤，第二金属片，第二弹性材料，Au膜组成。宽带光源发出的光经过传输光纤进入3db耦合器的端口1，从3db耦合器的端口2出来进入传感器中的TFBG，激发出大量的向后传输的包层模与前向传输的纤芯模，前向传输的纤芯模继续向前传输至镀有Au膜的端面，此时光被反射回去，光从3db耦合器的端口2进入，从3db耦合器的端口3出来，光谱仪检测光谱信号的变化，当在TFBG的光栅区施加沿着垂直光纤的轴向方向压力的时候，光谱仪检测到的光谱经过FFT变换，参照附图4并且观察FFT谱的变化即可完成对压力的检测。

A lateral pressure sensor based on TFBG

The utility model discloses a lateral pressure sensor based on TFBG, a broadband light source, spectrometer, 3dB coupler, sensor, a first metal sheet, a first elastic material, first support fiber, TFBG, second supporting fiber, second metal sheets, second elastic material, Au membrane. Broadband light emitted from the light source through the transmission fiber coupler into the 3dB port 1, port 2 from 3dB coupler out into the sensor in the TFBG, stimulate a great deal of backward transmission and cladding modes to the core mode of transmission, the core mode transmission forward transmission to the end coated with Au film at this time, the light is reflected back into the light, 2 from the 3dB port of the coupler, coupler from the 3dB port 3, change detection spectrometer spectrum signal, when the applied time along the axial direction of the fiber grating in the vertical pressure zone TFBG, spectrometer to detect the spectrum by FFT transform, refer to figure 4 and observation can FFT the change of spectrum to detect pressure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TFBG的横向压力传感器
本技术属于光纤传感
，具体涉及一种基于TFBG的横向压力传感器。
技术介绍
在各种类型的压力传感器中，光纤Bragg光栅(FBG)压力传感器由于设计灵活、抗电磁干扰等优点受到关注，其轻巧和易于复用的特性使得它非常适合埋入被测材料的内部构成智能结构。目前，大多数FBG横向压力传感器是基于应力致双折射原理实现对横向压力的传感测量，利用TFBG反射光谱特性测量横向压力比以前的方法都要精准。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于TFBG的横向压力传感器，通过观察FFT峰值的变化来对横向压力进行检测，该结构易于集成，便于实现。本技术通过以下技术方案实现：一种基于TFBG的横向压力传感器，由宽带光源(1)，光谱仪(2)，3db耦合器(3)，传感器(4)，第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，TFBG(8)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)，Au膜(12)组成，其特征在于：宽带光源(1)与光谱仪(2)分别接在3db耦合器(3)的端口1和端口3上，3db耦合器(3)的端口2通过传输光纤连接传感器(4)。所述的传感器(4)由TFBG(8)和第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)构成夹层结构。所述的TFBG(8)倾角为4°，长为5mm，在光栅区一侧距光栅尾部0.5cm处垂直切断光纤，在端面镀上Au膜(12)。本技术的工作原理是：宽带光源(1)发出的光经过传输光纤进入3db耦合器(3)的端口1，从3db耦合器(3)的端口2出来进入传感器(4)中的TFBG(8)，激发出大量的向后传输的包层模与前向传输的纤芯模，前向传输的纤芯模继续向前传输至镀有Au膜(12)的端面，此时光被反射回去，光从3db耦合器(3)的端口2进入，从3db耦合器(3)的端口3出来，光谱仪(2)检测光谱信号的变化，当在TFBG(8)的光栅区施加沿着垂直光纤的轴向方向压力的时候，压力通过第一金属片(5)和第二金属片(10)以及第一弹性材料(6)，第二弹性材料(11)，第一支撑光纤(7)，第二支撑光纤(9)组成的夹层结构，光谱仪(2)检测到的光谱经过FFT变换(快速傅立叶变换)，参照附图4并且观察FFT谱的变化即可完成对压力的检测。本技术的有益效果是：采用了FFT变换可以避免光源功率的抖动及环境温度对横向压力测量的影响，为光纤横向压力传感器提供了一种切实可行的方案，简单易行，方便可靠。附图说明图1是一种基于TFBG的横向压力传感器的系统图。图2是一种基于TFBG的横向压力传感器的传感部位截面图。图3是一种基于TFBG的横向压力传感器的TFBG镀膜图。图4是一种基于TFBG的横向压力传感器的FFT谱。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。参见附图1，2，3，4，一种基于TFBG的横向压力传感器，由宽带光源(1)，光谱仪(2)，3db耦合器(3)，传感器(4)，第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，TFBG(8)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)，Au膜(12)组成，其特征在于：宽带光源(1)与光谱仪(2)分别接在3db耦合器(3)的端口1和端口3上，3db耦合器(3)的端口2通过传输光纤连接传感器(4)；传感器(4)由TFBG(8)和第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)构成夹层结构；TFBG(8)倾角为4°，长为5mm，在光栅区一侧距光栅尾部0.5cm处垂直切断光纤，在端面镀上Au膜(12)。本技术的工作原理是：宽带光源(1)发出的光经过传输光纤进入3db耦合器(3)的端口1，从3db耦合器(3)的端口2出来进入传感器(4)中的TFBG(8)，激发出大量的向后传输的包层模与前向传输的纤芯模，前向传输的纤芯模继续向前传输至镀有Au膜(12)的端面，此时光被反射回去，光从3db耦合器(3)的端口2进入，从3db耦合器(3)的端口3出来，光谱仪(2)检测光谱信号的变化，当在TFBG(8)的光栅区施加沿着垂直光纤的轴向方向压力的时候，压力通过第一金属片(5)和第二金属片(10)以及第一弹性材料(6)，第二弹性材料(11)，第一支撑光纤(7)，第二支撑光纤(9)组成的夹层结构，光谱仪(2)检测到的光谱经过FFT变换(快速傅立叶变换)，参照附图4并且观察FFT谱的变化即可完成对压力的检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TFBG的横向压力传感器，由宽带光源(1)，光谱仪(2)，3db耦合器(3)，传感器(4)，第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，TFBG(8)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)，Au膜(12)组成，其特征在于：宽带光源(1)与光谱仪(2)分别接在3db耦合器(3)的端口1和端口3上，3db耦合器(3)的端口2通过传输光纤连接传感器(4)。

【技术特征摘要】
1.一种基于TFBG的横向压力传感器，由宽带光源(1)，光谱仪(2)，3db耦合器(3)，传感器(4)，第一金属片(5)，第一弹性材料(6)，第一支撑光纤(7)，TFBG(8)，第二支撑光纤(9)，第二金属片(10)，第二弹性材料(11)，Au膜(12)组成，其特征在于：宽带光源(1)与光谱仪(2)分别接在3db耦合器(3)的端口1和端口3上，3db耦合器(3)的端口2通过传输光纤连接传感器(4)。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅少杰，沈常宇，孙志强，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33