光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法技术

本申请提供一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，壳体的一端固定光纤起偏器，另一端固定光纤检偏器，光源发射器与光纤起偏器连接，光接收器与光纤检偏器连接，光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，金属保偏光纤内置于壳体中，一端与光纤起偏器连接，另一端与光纤检偏器连接，金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，金属保偏光纤设有应力敏感区，应力敏感区上设有承压组件。本申请还提供一种测试方法以及金属保偏光纤的制备方法。通过本申请，能够提升测试的连续性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法
本专利技术涉及压力检测
，尤其涉及一种光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法。
技术介绍
光纤压力传感器是一种将被测对象的压力状态转变为可测的光信号的传感器。现有的光纤压力传感器采用普通的保偏光纤作为敏感单元，一旦承受一定压力，撤力恢复常态或改变受力状态，其状态改变需要至少30分钟时间，想要实现连续探测比较困难；同时在昼夜温差较大的地区，虽然普通的保偏光纤也可控制光能衰减在一定范围之内，但其值上限可达到0.05dB/km，仍然会对测量结果造成影响，同时一旦超出此范围如油井等场景则无法使用。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法，其能够提升测试的连续性与稳定性。本专利技术实施例第一方面提供一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，所述壳体的一端固定所述光纤起偏器，另一端固定所述光纤检偏器，所述光源发射器与所述光纤起偏器连接，所述光接收器与所述光纤检偏器连接，所述光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，所述金属保偏光纤内置于所述壳体中，一端与所述光纤起偏器连接，另一端与所述光纤检偏器，所述金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在所述第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，所述金属保偏光纤设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压组件。进一步地，在本专利技术实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述壳体设有贯穿所述壳体的凹槽，所述凹槽的两侧壁设有若干凸起部，所述若干凸起部固定所述承压组件。进一步地，在本专利技术实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述承压组件包括压敏填充物与弹性元件，所述压敏填充物一端凸出所述壳体的凹槽设置，另一端与所述弹性元件的一端连接，所述弹性元件的另一端接触所述金属保偏光纤。进一步地，在本专利技术实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述壳体内设有容纳槽，所述容纳槽用于容纳所述金属保偏光纤，所述容纳槽的长度方向设有若干个卡扣，所述卡扣固定所述金属保偏光纤。进一步地，在本专利技术实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述金属保偏光纤包括光纤纤芯、应力敏感区、包覆于所述光纤纤芯与应力敏感区的光纤包层，所述第一金属层与第二金属层涂覆于所述光纤包层外侧。进一步地，在本专利技术实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述第一金属层的厚度为180-210μm，所述第二金属层的厚度为235-255μm。本专利技术实施例第二方面提供一种金属保偏光纤的制备方法，所述方法包括：获取预设保偏光纤；采用热化学法去除所述预设保偏光纤的外涂层，得到预设保偏光纤包层；在所述预设保偏光纤包层的外侧由内而外涂覆第一金属层与第二金属层，得到金属保偏光纤，第二金属层的密度大于第一金属层的密度。本专利技术实施例第三方面提供一种使用光纤压力传感器测试外界应力的测试方法，所述方法包括：调整并固定光纤起偏器与光纤检偏器的位置；执行测试步骤，对承压组件施加压力，并打开光源发射器使激光通过光纤起偏器、金属保偏光纤以及光纤检偏器输入至光接收器，获取所述光接收器的功率值；改变应力值，重复测试步骤，获取多组压力值与对应的功率值；根据多组压力值与功率值拟合压力与功率的关系公式；利用关系公式，根据所述光接收器测量到的功率值得出外界施加的应力值。进一步地，在本申请提供的上述光纤压力传感器测试方法中，所述调整并固定光纤起偏器包括：调整所述光纤起偏器的偏振方向与所述金属保偏光纤的主轴成45°，以保证光经过所述光纤起偏器产生的偏振光的偏振方向与所述金属保偏光纤的快慢轴一致。进一步地，在本申请提供的上述光纤压力传感器测试方法中，所述调整并固定光纤检偏器包括：打开光源发射器使激光通过光纤起偏器、金属保偏光纤以及光纤检偏器输入至光接收器，当所述光接收器的显示示数最大时，固定所述光纤检偏器。上述光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法中，利用金属保偏光纤作为压力传感器，其受力状态改变后，状态改变可缩短时间至1分钟以内，可用于连续或突变引起的测量，提高检测的连续性；且金属保偏光纤的耐温性能优异，能够解决因温度变化造成的衰减变化过大和温度偏移等问题，提高检测的稳定性。附图说明图1是本申请一实施方式提供的光纤压力传感器的结构示意图。图2是本申请一实施方式提供的金属保偏光纤的结构示意图。图3是本申请一实施方式提供的椭圆偏振光强分量图。图4是本申请一实施方式提供的金属保偏光纤制备方法的流程图。图5是本申请一实施方式提供的光纤压力传感器测试方法的流程图。如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。主要元件符号说明具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本申请提供一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，所述壳体的一端固定所述光纤起偏器，另一端固定所述光纤检偏器，所述光源发射器与所述光纤起偏器连接，所述光接收器与所述光纤检偏器连接，所述光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，所述金属保偏光纤内置于所述壳体中，一端与所述光纤起偏器连接，另一端与所述光纤检偏器，所述金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在所述第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度所述金属保偏光纤设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压组件。上述光纤压力传感器中，利用金属保偏光纤作为压力传感器，其受力状态改变后，状态改变可缩短时间至1分钟以内，可用于连续或突变引起的测量，提高检测的连续性；且金属保偏光纤的耐温性能优异，能够解决因温度变化造成的衰减变化过大和温度偏移等问题，提高检测的稳定性。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。请一并参阅图1至图2，本申请实施例提供一种光纤压力传感器100，可应用于光纤传感系统或微小形变的检测系统，用于测量光纤所受压力值。所述光纤压力传感器100包括壳体10、光源发射器20、光纤起偏器30、光纤检偏器40、承压组件50、光接收器60以及金属保偏光纤70。所述壳体10的一端固定所述光纤起偏器30，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，所述壳体的一端固定所述光纤起偏器，另一端固定所述光纤检偏器，所述光源发射器与所述光纤起偏器连接，所述光接收器与所述光纤检偏器连接，其特征在于，所述光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，/n所述金属保偏光纤内置于所述壳体中，一端与所述光纤起偏器连接，另一端与所述光纤检偏器连接，/n所述金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在所述第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，/n所述金属保偏光纤设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，所述壳体的一端固定所述光纤起偏器，另一端固定所述光纤检偏器，所述光源发射器与所述光纤起偏器连接，所述光接收器与所述光纤检偏器连接，其特征在于，所述光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，
所述金属保偏光纤内置于所述壳体中，一端与所述光纤起偏器连接，另一端与所述光纤检偏器连接，
所述金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在所述第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，
所述金属保偏光纤设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压组件。


2.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体设有贯穿所述壳体的凹槽，所述凹槽的两侧壁设有若干凸起部，所述若干凸起部固定所述承压组件。


3.根据权利要求2所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述承压组件包括压敏填充物与弹性元件，所述压敏填充物一端凸出所述壳体的凹槽设置，另一端与所述弹性元件的一端连接，所述弹性元件的另一端接触所述金属保偏光纤。


4.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体内设有容纳槽，所述容纳槽容纳所述金属保偏光纤，所述容纳槽的长度方向设有若干个卡扣，所述卡扣固定所述金属保偏光纤。


5.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述金属保偏光纤包括光纤纤芯、应力敏感区、包覆于所述光纤纤芯与应力敏感区的光纤包层，所述第一金属层与第二金属层涂覆于所述光纤包层外侧。


6.根据权利要求5所述的光纤压力传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱钱生，叶阳，丁春来，曹珊珊，刘志忠，薛济萍，薛驰，
申请(专利权)人：中天科技光纤有限公司，江苏中天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32