[发明专利]一种基于光纤Bragg光栅的毛发温湿度传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种基于光纤Bragg光栅的毛发温湿度传感器，其特征在于：包括调节螺钉（1）、支架（2）、固定螺丝（3）、光纤Bragg光栅（4）、等强度悬臂梁（5）、毛发束（6）、毛发钩（7）、连接体（8）；其中等强度悬臂梁（5）固定端通过固定螺丝（3）固定在支架（2）内侧，等强度悬臂梁（5）自由端通过连接体（8）与毛发束（6）的一端相连，毛发束（6）另一端通过连接体（8）固定在毛发钩（7）上，毛发钩（7）与支架（2）的底座连成一体，通过支架（2）底部设有的调节螺钉（1）对毛发束（6）的受力进行调节，粘贴在等强度悬臂梁（5）上、下表面对称中心线上同一型号的光纤Bragg光栅（4）与信号处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的基于光纤Bragg光栅的毛发温湿度传感器，其特征在于：所述毛发束（6）一端穿过连接体（8）上的毛发孔后沿顺时针方向缠绕在连接体（8）上并用粘结剂固定。

3.一种基于光纤Bragg光栅的毛发温湿度传感器的使用方法，其特征在于：首先根据信号处理装置分析光纤Bragg光栅（4）反射的波长的移位，再通过光纤Bragg光栅（4）的波长移位量与温度变化量的关系式                                                计算出环境的温度并通过光纤Bragg光栅（4）的波长移位量与相对湿度的关系式计算出环境的相对湿度；式中：和分别为等强度悬臂梁（5）上、下表面粘贴的两光纤Bragg光栅（4）的波长移位，S_T为温度敏感系数，为中心波长；为应变敏感系数，h为等强度悬臂梁（5）的厚度，L₀为等强度悬臂梁（5）的长度，n为毛发束（6）中毛发的根数，E₁为毛发的弹性模量，r为单根毛发的半径，L为毛发束（6）中毛发的长度，E₂为等强度悬臂梁（5）的弹性模量，b₀为等强度悬臂梁（5）固定端的宽度，为等强度悬臂梁（5）上、下表面粘贴的两光纤Bragg光栅（4）的波长移位差值。