[发明专利]光纤法珀传感器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种光纤法珀传感器及其制造方法。其中，光纤法珀传感器包括：中空管体，其具有沿着轴线方向依次布置的第一管体、空腔部和第二管体；第一光纤，其沿着轴线方向设置在第一管体内，第一光纤具有设置在空腔部内的第一导光端面；以及第二光纤，其沿着轴线方向设置在第二管体内，第二光纤具有设置在空腔部内的第二导光端面，第一导光端面与第二导光端面相隔预设距离而相对设置，空腔部的内径大于第一管体和第二管体当中的任一个管体的内径。根据本发明，能够提供一种提高灵敏度的光纤法珀传感器。

技术领域

本发明涉及一种光纤法珀传感器及其制造方法。

背景技术

近年来，随着国防、航空航天、能源、环境、电力、汽车等领域的迅猛发展，对传感器的微型化、低耗能、耐恶劣环境等要求提出了更高的要求。光纤式传感器因其具有较好的隐身性，较高的测量精度和灵敏度、较快的动态响应速度，测量范围宽，本质安全，不受电磁干扰等优点，受到越来越多的关注。

目前，常用的单点式光纤式传感器主要包括光纤光栅式传感器、光纤马赫-增德尔式传感器、光纤法珀传感器等。然而，光纤光栅传感器对温度比较敏感，在实际应用时(特别是在高温环境下)会带来较大的交叉干扰。光纤马赫-增德尔传感器由于其简单的结构也受到较多的研究，但其灵敏度低、体积相对大，在实际应用中较为受限。相对而言，光纤法珀传感器因尺寸小、结构简单、灵敏度高等特点，应用比较广泛。其中，光纤法珀应变传感器、光纤法珀拉力传感器以及光纤法珀压力传感器等被广泛应用于国防安全、航空航天、大型建筑的健康监测等领域。然而，现有的光纤法珀传感器灵敏度仍不够理想，存在很多改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述现有状况而作出的，其目的在于提供一种改善测量灵敏度的光纤法珀传感器及其制造方法。

为此，本发明的第一方面提供了一种光纤法珀传感器，其包括：中空管体，其具有沿着轴线方向依次布置的第一管体、空腔部和第二管体；第一光纤，其沿着所述轴线方向设置在所述第一管体内，所述第一光纤具有设置在所述空腔部内的第一导光端面；以及第二光纤，其沿着所述轴线方向设置在所述第二管体内，所述第二光纤具有设置在所述空腔部内的第二导光端面，所述第一导光端面与所述第二导光端面相隔预设距离而相对设置，所述空腔部的内径大于所述第一管体和所述第二管体当中的任一个管体的内径。

在本发明的第一方面中，在中空管体中，第一光纤的第一导光端面与第二光纤的第二导光端面设置在空腔部内，并且相隔预设距离而相对设置，因此，在利用本发明的光纤法珀传感器进行测量时，能够通过空腔部的薄壁来传递外部的力学参数(应力、拉力、压力等)变化，并且通过第一光纤的端面与第二光纤的端面所形成的法珀腔长度的变化来有效地反映相应的力学参数的变化，因此，本发明所涉及的光纤法珀传感器能够有效地提高目标力学参数的测量灵敏度。

本发明的第二方面提供了一种光纤法珀传感器，包括：中空管体，其具有沿着轴线方向依次布置的第一管体、空腔部和第二管体；第一光纤，其具有与所述第一管体的端部相接的第一导光端面；以及第二光纤，其具有与所述第二管体的端部相接的第二导光端面，所述第一导光端面与所述第二导光端面隔着所述中空管体而相对设置，并且所述空腔部的内径大于所述第一管体和所述第二管体当中的任一个管体的内径。

在本发明的第二方面中，第一光纤的第一导光端面与第二光纤的第二导光端面分别设置在中空管体的两端，因此，在利用本发明的光纤法珀传感器进行测量时，能够通过空腔部的薄壁来传递外部的力学参数(应力、拉力、压力等)变化，并且通过第一光纤的端面与第二光纤的端面所形成的法珀腔长度的变化来有效地反映相应的力学参数的变化，因此，本发明所涉及的光纤法珀传感器能够有效地提高目标力学参数的测量灵敏度。

另外，在本发明的第一方面或第二方面所涉及的光纤法珀传感器中，所述第一光纤可以熔接于所述第一管体，所述第二光纤可以熔接于第二管体。在这种情况下，能够有效在位于第一管体与第二管体之间的空腔部形成密闭的腔体，从而提高绝对压力的测量灵敏度。