【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光纤检测，尤其涉及一种高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器及系统。
技术介绍
1、在铁路、航空航天和船舶等重要领域，光纤布拉格光栅（fiber bragg gratings，fbg）应变传感器以其可调波长、易解调和高精度的特点被广泛应用。这些传感器利用光纤中的布拉格光栅结构，能够实现对应变的测量。然而，尽管光纤布拉格光栅应变传感器具有许多优势，但仍存在中心波长随温度变化而产生波长漂移的缺点。这导致了应变和温度之间的交叉敏感现象，从而影响了光纤光栅传感器的测量精度。当温度发生变化时，波长漂移使得应变和温度无法被准确区分，给测量结果带来误差。此外，光纤光栅传感器的灵敏度通常无法满足复杂工程环境的要求，从而进一步限制了其应用范围，而现有的光纤传感器大多通过放大应变变化来对传感器进行增敏，而这会缩小传感器的量程。
2、因此，亟需提供一种既能满足量程需求又精度高的传感器。
技术实现思路
1、本申请提供了一种高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器及系统，以解决现有传感器无法同时满足量程需要和检测精度的技术问题。
2、本申请第一方面提供的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器包括：安装座，安装座为框架结构，框架结构为菱形；其中，安装座开设有位于相同壁面的两个第一凹槽和两个第二凹槽，两个第一凹槽的延伸方向均与菱形的第一对角线重合，两个第二凹槽的延伸方向均与菱形的第二对角线重合，两个第一凹槽对称设置在第二对角线的两侧，两个第二凹槽对称设置在第一对角线的两侧；第一凹
3、在一些可行的实现中，第一光纤包括第一栅区，第一栅区位于第一光纤的中心区域；第二光纤包括第二栅区，第二栅区位于第二光纤的中心区域；其中，第一栅区和第二栅区的中心点均与菱形的中心点重合。
4、在一些可行的实现中，第一栅区和第二栅区以相同的预紧波长安装在安装座，预紧波长为1nm~3nm。
5、在一些可行的实现中，第一光纤采用胶水或玻璃焊的方式粘贴在安装座，且第一光纤的粘贴点之间的距离等于第一对角线的长度；第二光纤采用胶水或玻璃焊的方式粘贴在安装座，且第二光纤的粘贴点之间的距离等于第二对角线的长度。
6、在一些可行的实现中，第一栅区的波长为1550nm，第二栅区的波长为1535nm。
7、在一些可行的实现中，第一凹槽的截面形状为u型或v型；第二凹槽的截面形状为u型或v型。
8、在一些可行的实现中，菱形为正方形，菱形的长度为30mm-150mm，厚度为0.5mm-10mm。
9、在一些可行的实现中，固定件与安装座一体成型。
10、在一些可行的实现中，安装座为不锈钢材质，第一光纤和第二光纤均为石英光纤。
11、本申请第二方面提供的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感系统，包括：第一方面提供的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器；其中，所高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器通过固定件安装在被测物体上；在被测物体随外界环境变化时，安装座带动第一光纤的第一栅区和第二光纤的第二栅区的中心波长漂移量发生变化，高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器产生检测光信号，光纤解调仪，第一光纤和第二光纤串联后与光纤解调仪相连；光纤解调仪被配置为接收并解调检测光信号；控制器，与光纤解调仪相连，控制器被配置为，根据解调后的检测光信号计算外界环境变化时的应变。
12、本申请提供的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感及系统，传感器包括安装座、第一光纤、第二光纤和固定件。安装座为框架结构，框架结构为菱形；其中，安装座开设有两个第一凹槽和两个第二凹槽，两个第一凹槽的延伸方向与菱形的第一对角线重合，两个第二凹槽的延伸方向与菱形的第二对角线重合，两个第一凹槽对称设置在第二对角线的两侧，两个第二凹槽对称设置在第一对角线的两侧；第一凹槽与第二凹槽的槽深不同；第一光纤的两端分别固定在两个第一凹槽上，且第一光纤的两个固定点对称设置在第二对角线的两侧；第二光纤的两端分别固定在两个第二凹槽上，且第二光纤的两个固定点对称设置在第一对角线的两侧；其中，第一光纤与第二光纤的温度系数和应变系数均相同，且第一光纤和第二光纤间隔设置，第一光纤和第二光纤串联；两个固定件相对设置在菱形的顶点，且两个固定件对称设置在第一对角线或第二对角线的两侧；其中，传感器的灵敏度等于第一光纤或第二光纤的灵敏度的二倍。该传感器利用粘贴在菱形的框架结构上的第一光纤和第二光纤随应力、温度影响引起的波长变化，通过两个栅区的波长变化差异，能够精准地消除由于温度而引起的波长漂移，提高了传感器的检测灵敏度。且该传感器结构简单，封装方便，能够同时满足量程需求和检测精度的要求。
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1.一种高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
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10.一种高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的高灵敏度温度自补偿型光纤光栅应变传感器，其特征在于，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王纪强，朱梦娇，国树东，陈晓伟，张兆东，毕新泗，赵林，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：
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