[发明专利]一种基于同轴布拉格电栅的传感器

权利要求书

1.一种基于同轴布拉格电栅的传感器，其特征在于，包括：同轴电缆传感器，所述同轴电缆传感器包括内导体层和外导体层，所述内导体层和所述外导体层之间设置有中间绝缘层，所述外导体层的外侧壁上设置有防护套，所述内导体层、外导体层和中间绝缘层均为柱形且延伸方向相同，所述内导体层、所述中间绝缘层和所述外导体层这三者中至少有一层在沿着所述同轴电缆传感器的延伸方向上具有所述周期性阻抗不连续结构。

2.根据权利要求1所述的基于同轴布拉格电栅的传感器，其特征在于，所述周期性阻抗不连续结构采用打孔和物理形变两种方式制作，将多个所述周期性阻抗不连续结构组合形成所述布拉格电栅。

3.根据权利要求1所述的基于同轴布拉格电栅的传感器，其特征在于，所述内导体层和所述外导体层均为电磁波的良导体，所述中间绝缘层是由电气绝缘材料构成。

4.根据权利要求2所述的基于同轴布拉格电栅的传感器，其特征在于，所述物理形变包括尺寸变化和密度变化，所述物理形变由机械加工形成，所述机械加工包括采用金属管套夹紧，还包括激光加工。

5.根据权利要求1所述的基于同轴布拉格电栅的传感器，其特征在于，所述基于同轴布拉格电栅的传感器还包括信号连接器，所述信号连接器与所述同轴电缆传感器的一端电性连接，所述信号连接器的另一端与信号发生器的输出端电性连接，所述信号连接器将一个或者多个所述信号发生器所发送的信号传送到所述内导体层和所述外导体层中的至少一层，并测量所发送信号的函数。

6.一种应用权利要求1至5中任一所述基于同轴布拉格电栅的传感器的自动化不连续结构加工装置，其特征在于，包括加工平台，设置在所述加工平台上的第一电缆牵引器、第二电缆牵引器、同轴电缆线轴和不连续结构制作装置，还包括检查不连续结构制作情况的图像装置，设定各组件的距离以及设定同轴电缆线轴旋转速率的计算装置和对整个系统进行控制的控制装置，所述控制装置为在线光栅监测系统，所述控制装置和所述同轴电缆线轴分别位于所述同轴电缆传感器的两端，所述同轴电缆线轴上环绕有所述同轴电缆传感器并通过中心轴旋转，所述同轴电缆线轴通过所述第一电缆牵引器和所述第二电缆牵引器将所述同轴电缆传感器进行拉伸，所述不连续结构制作装置和所述图像装置放置在所述第一电缆牵引器和所述第二电缆牵引器之间，所述图像装置放置在所述不连续结构制作装置和所述第二电缆牵引器之间，所述第一电缆牵引器将所述同轴电缆传感器引入到所述不连续结构制作装置中，所述图像装置将获取的所述周期性阻抗不连续结构的图形信号发送到所述计算装置，所述计算装置通过分析和计算得出两个相应的输出信号并分别发送到所述同轴电缆线轴和所述不连续结构制作装置中。

7.根据权利要求6所述的自动化不连续结构加工装置，其特征在于，所述计算装置设定所述周期性阻抗不连续结构之间的间距和所述同轴电缆线轴的旋转速率，所述计算装置同时设定所述图像装置和所述不连续结构制作装置之间的距离。

8.根据权利要求6所述的自动化不连续结构加工装置，其特征在于，所述不连续结构制作装置包括机械加工装置，还包括激光打孔设备。

9.一种利用如权利要求1至5所述的基于同轴布拉格电栅的传感器监测目标环境性能参数的方法，目标环境的环境性能参数包括应变、压力、裂缝、挠度、震动和温度，其特征在于，包括以下检测方式：

（a）将所述同轴电缆传感器设置在目标环境中，并确定目标环境下的环境性能参数以及相应的环境参数校准曲线；

（b）所述同轴电缆传感器通过信号连接器导入监测信号，监测信号通过布拉格电栅时产生与栅格数相对应的多个周期性窄带反射信号，检测周期性窄带反射信号的频率变化，并将所述周期性窄带反射信号的频率变化与所述环境参数校准曲线进行对比分析，通过窄带反射信号峰值的差异具体分析目标环境下的环境参数的情况。

10.   根据权利要求9所述的监测目标环境性能参数的方法，其特征在于，根据目标环境下的频谱分析设定校准曲线，其中，环境参数校准曲线包括所述同轴电缆传感器对于该环境下的基线的信息。