基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器及其制备方法技术

本申请提供的基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器及其制备方法中，首先将第一单模光纤插入第一区域并熔接至一起，然后对中空石英管的中间区域进行加热，加热一次可以在中间区域形成单个微泡，加热多次可以在中间区域形成级联微泡，然后将第二单模光纤插入单个微泡或级联微泡的最边缘微泡，这样即得到本申请提供光纤应变传感器，其中，单个微泡或级联微泡可以增加光纤应变传感器的变形能力，使得光纤应变传感器更容易变形，灵敏度更高，且本申请中可以通过调节制备工艺灵活调节L的大小；综上，本申请提供的基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器中的级联微泡可以使传感器更易变形，且干涉长度易于同时调节。

Fiber optic strain sensor based on bellows spring structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器及其制备方法
本申请涉及光纤传感器
，尤其涉及一种基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器及其制备方法。
技术介绍
光纤应变传感器结构简单、响应速度快和抗电磁干扰等优点，已被广泛用于高压电缆等设施的温度、压力等参数的实时测量，常规设置的光纤应变传感器的灵敏度比较低，导致由温度引起的应变误差较大。基于Fabry-Perot干涉仪的光纤应变传感器通过在光纤之间融合一段石英毛细管制成，施加在石英毛细管轴向的应变力限制了灵敏度，仅为1pm/με；为了提高基于Fabry-Perot干涉仪的光纤应变传感器的灵敏度常用的方法有：第一种是通过将悬臂式锥形光纤插入石英毛细管，可获得3.5μm长的干扰长度，这可以巧妙地收缩石英毛细管的长度，进而减小干扰长度，提高传感器的应变灵敏度；第二种方法是通过加热蚀刻的微腔或使液体诱导的微腔逐渐变细而制成的微泡可以有效地实现超高灵敏度。但是，第一种方法会使整个设备易碎；第二种方法具有以下缺点：1)微腔的尺寸无法制造得足够大，导致减少微泡壁的工作量很大，甚至到亚微米级，，这反过来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器，其特征在于，包括：/n中空石英管、第一单模光纤(1)及第二单模光纤(2)，所述中空石英管包括第一区域(3)、中间区域(4)和第二区域(5)；其中：/n所述中间区域(4)内设有单个微泡(6)或级联微泡(7)，所述级联微泡(7)包括两个或多个微泡；/n所述第一单模光纤(1)的一端插入所述第一区域(3)内，所述第二单模光纤(2)的一端插入所述单个微泡(6)内或所述级联微泡(7)中靠近所述第二单模光纤(2)的微泡内。/n

【技术特征摘要】
1.基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器，其特征在于，包括：
中空石英管、第一单模光纤(1)及第二单模光纤(2)，所述中空石英管包括第一区域(3)、中间区域(4)和第二区域(5)；其中：
所述中间区域(4)内设有单个微泡(6)或级联微泡(7)，所述级联微泡(7)包括两个或多个微泡；
所述第一单模光纤(1)的一端插入所述第一区域(3)内，所述第二单模光纤(2)的一端插入所述单个微泡(6)内或所述级联微泡(7)中靠近所述第二单模光纤(2)的微泡内。


2.根据权利要求1所述的基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器，其特征在于，所述单个微泡(6)或级联微泡(7)中单一微泡的垂直直径H为360-380μm，轴向半径D为180-200μm。


3.根据权利要求2所述的基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器，其特征在于，所述级联微泡(7)中单一微泡之间的距离为所述轴向半径D的一半。


4.根据权利要求1所述的基于波纹管弹簧结构的光纤应变传感器，其特征在于，所述第一单模光纤(1)和所述第二单模光纤(2)两反射面之间的距离为L；
所述L根据和共同得到，其中，λm是m级光谱谷的初始中心波长，是光的初始相位；
λ1和λ2分别为激光器输出波长的最小值与最大值，λ0是波长的平均值，K为冗余系数。


5.根据权利要求1所述的基于波纹管弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱国超，雷嘉丽，彭庆军，陈伟根，邹德旭，王建新，张知先，王山，洪志湖，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53