一种多功能光纤传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能光纤传感器

【技术实现步骤摘要】
一种多功能光纤传感器、测量装置和测量系统


[0001]本技术涉及光纤传感器领域，尤其涉及一种多功能光纤传感器
、
测量装置和测量系统
。

技术介绍

[0002]光纤传感技术是一种基于光学原理的测量技术，具有信号传输距离长和抗干扰性强等优点，在传感领域得到广泛应用
。
其中，光纤应变传感器是光纤传感技术的一项重要应用，在工程领域中，应变是一项重要参数，对工程结构的材料性能和可靠性具有重要影响
。
光纤应变传感器利用光纤在受力作用下的应变光学特性，通过测量光纤中传输的光信号的强度
、
相位
、
频率等参数的变化，实现应变的测量
。
相比于传统的电阻应变片和压阻应变片等应变测量方法，光纤应变传感器具有信号传输距离长
、
抗干扰性强
、
精度高
、
易于远程监测等优点，被广泛应用于航空
、
航天
、
水利
、
化工
、
交通等工程领域
。
[0003]在实际应用中，温度变化会导致同样的应变产生不同的变形量，使得应变参数的测量结果产生误差
。
而在现有技术中，用于测量应变的光纤传感器，由于结构等原因，无法体现温度的影响，使得用于测量应变的光纤传感器的功能单一
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术实施例的目的是提供一种多功能光纤传感器
、
测量装置和测量系统，实现了光纤传感器的多功能化，使光纤传感器能同时测量应变和温度，并减小了温度变化对应变测量结果产生的影响
。
[0005]第一方面，本技术实施例提供了一种多功能光纤传感器，包括第一单模光纤
、
少模光纤
、
无芯光纤和第二单模光纤；第一单模光纤的纤芯与少模光纤的纤芯错位连接，少模光纤与无芯光纤对接，无芯光纤与第二单模光纤对接
。
[0006]可选地，第一单模光纤和第二单模光纤的包层的直径范围为
124
μ
m
至
126
μ
m
，第一单模光纤和第二单模光纤的纤芯的直径范围为8μ
m
至9μ
m。
[0007]可选地，少模光纤的包层的直径范围为
124
μ
m
至
126
μ
m
，少模光纤的纤芯的直径范围为
14
μ
m
至
19
μ
m。
[0008]可选地，少模光纤的长度为
3cm
至
4cm。
[0009]可选地，第一单模光纤的纤芯中心与少模光纤的纤芯中心的偏移量的范围为
6.1
μ
m
至
11.1
μ
m。
[0010]可选地，无芯光纤的包层的直径范围为
124
μ
m
至
126
μ
m。
[0011]可选地，无芯光纤的长度为
0.3cm
至
0.5cm。
[0012]第二方面，本技术实施例提供了一种多功能光纤传感器测量装置，包括宽带光源
、
悬臂梁模块
、
光谱分析仪和如上所述的多功能光纤传感器，宽带光源连接多功能光纤传感器的第一单模光纤，多功能光纤传感器的第二单模光纤连接光谱分析仪，多功能光纤传感器置于悬臂梁模块的悬臂梁上，多功能光纤传感器测量装置放置在预设的恒温环境
中
。
[0013]可选地，宽带光源的波长范围包括
C
波段和
L
波段
。
[0014]第三方面，本技术实施例提供了一种多功能光纤传感器测量系统，包括宽带光源
、
光谱分析仪和如上所述的多功能光纤传感器，宽带光源连接多功能光纤传感器的第一单模光纤，多功能光纤传感器的第二单模光纤连接光谱分析仪，多功能光纤传感器置于待测物体表面
。
[0015]实施本技术实施例包括以下有益效果：多功能光纤传感器的第一单模光纤与少模光纤之间的纤芯错位连接结构使入射光分成两路光进入少模光纤，少模光纤中的两路光在无心光纤中耦合，发生干涉效应，最终输出一束干涉光，干涉光的干涉强度变化和波长的偏移量体现了应变和温度的变化；多功能光纤传感器的测量装置和测量系统对输出的干涉光进行测量分析，得出了干涉光的干涉强度和波长与应变和温度的关系，从而实现了应变和温度的同时测量，即实现了光纤传感器的多功能化
。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例提供的一种多功能光纤传感器的结构示意图；
[0017]图2是本技术实施例提供的一种多功能光纤传感器测量装置的结构示意图；
[0018]图3是本技术实施例提供的一种多功能光纤传感器测量系统的结构示意图；
[0019]图4是本技术实施例提供的一种多功能光纤传感器在不同应变作用下的透射光谱图；
[0020]图5是本技术实施例提供的一种透射光谱的波谷干涉强度与应变关系的拟合曲线图；
[0021]图6是本技术实施例提供的一种多功能光纤传感器在不同温度下的干涉光谱图；
[0022]图7是本技术实施例提供的一种干涉光谱的波谷位置与温度关系的拟合曲线图；
[0023]图8是本技术实施例提供的一种干涉光谱的波谷干涉强度与温度关系的拟合曲线图
。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的详细说明
。
对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整
。
[0025]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合
。
[0026]在以下的描述中，所涉及的术语“第一
\
第二
\
第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一
\
第二
\
第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施
。
[0027]除非另有定义，本技术实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本技术实施例中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多功能光纤传感器，其特征在于，包括第一单模光纤
、
少模光纤
、
无芯光纤和第二单模光纤；所述第一单模光纤的纤芯与所述少模光纤的纤芯错位连接，所述少模光纤与所述无芯光纤对接，所述无芯光纤与所述第二单模光纤对接
。2.
根据权利要求1所述的多功能光纤传感器，其特征在于，所述第一单模光纤和所述第二单模光纤的包层的直径范围为
124
μ
m
至
126
μ
m
，所述第一单模光纤和所述第二单模光纤的纤芯的直径范围为8μ
m
至9μ
m。3.
根据权利要求1所述的多功能光纤传感器，其特征在于，所述少模光纤的包层的直径范围为
124
μ
m
至
126
μ
m
，所述少模光纤的纤芯的直径范围为
14
μ
m
至
19
μ
m。4.
根据权利要求3所述的多功能光纤传感器，其特征在于，所述少模光纤的长度为
3cm
至
4cm。5.
根据权利要求1所述的多功能光纤传感器，其特征在于，所述第一单模光纤的纤芯中心与所述少模光纤的纤芯中心的偏移量的范围为
6.1
μ

【专利技术属性】
技术研发人员：叶灿佳，黄旭光，王迎来，岳兵，李绘羽，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：