[发明专利]实现精确测量金属应力应变的光纤传感器

权利要求书

1.一种实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，包括应变弹性梁（1），该应变弹性梁（1）为环形，所述的应变弹性梁（1）具有第一测量固定端（11）和第二测量固定端（12），所述的第一测量固定端（11）设置于所述的应变弹性梁（1）的一侧，所述的第二测量固定端（12）设置于所述的应变弹性梁（1）的另一侧，所述的应变弹性梁（1）具有光纤固定端，光纤（2）通过该光纤固定端与所述的应变弹性梁（1）固定连接，且所述的第一测量固定端（11）和所述的第二测量固定端（12）的连线与所述的光纤（2）的轴线相互垂直，所述的应变弹性梁（1）的热膨胀系数与外部被测金属结构体（4）的热膨胀系数相异。

2.根据权利要求1所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的光纤固定端包括第一光纤固定端（13）和第二光纤固定端（14），该第一光纤固定端（13）和该第二光纤固定端（14）位于所述的应变弹性梁（1）的两侧，且所述的第一光纤固定端（13）与所述的第二光纤固定端（14）的连线与所述的第一测量固定端（11）和所述的第二测量固定端（12）的连线相互垂直，所述的光纤（2）的一端与所述的第一光纤固定端（13）连接，所述的光纤（2）的另一端与所述的第二光纤固定端（14）连接。

3.根据权利要求2所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的应变弹性梁（1）具有弹性，当所述的第一测量固定端（11）与所述的第二测量固定端（12）之间的距离减小，则所述的第一光纤固定端（13）与所述的第二光纤固定端（14）之间的距离增大；当所述的第一测量固定端（11）与所述的第二测量固定端（12）之间的距离增大，则所述的第一光纤固定端（13）与所述的第二光纤固定端（14）的距离减小。

4.根据权利要求1所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的光纤（2）通过焊料与所述的光纤固定端连接，该焊料为玻璃焊料或金锡焊料。

5.根据权利要求1所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的第一测量固定端（11）和所述的第二测量固定端（12）的表面设置有凸台（3），所述的被测金属结构体（4）通过电容储能焊接法与所述的凸台（3）固定连接。

6.根据权利要求1所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的光纤（2）的纤芯内设置有光栅或光纤法布里珀罗干涉腔。

7.根据权利要求6所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的光纤（2）的纤芯内设置有光栅，所述的光栅的栅区沿光纤轴线方向的长度范围为9～11mm，所述的光纤的表面具有金属层。

8.根据权利要求1所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的第一测量固定端（11）与所述的第二测量固定端（12）之间的距离范围为14～18mm。

9.根据权利要求8所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的第一测量固定端（11）与所述的第二测量固定端（12）之间的距离为16mm。

10.根据权利要求2所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的第一光纤固定端（13）与所述的第二光纤固定端（14）之间的距离范围为22～26mm。

11.根据权利要求10所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的第一光纤固定端（13）与所述的第二光纤固定端（14）之间的距离范围为24mm。

12.根据权利要求5所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的凸台（3）的直径范围为0.6～0.8mm。

13.根据权利要求5所述的实现精确测量金属应力应变的光纤传感器，其特征在于，所述的凸台（3）的高度范围为0.6～0.8mm。