[发明专利]一种超高弹性红绿双色光学拉力传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有超高弹性的红绿双色光学拉力传感器及其制备方法；其中所述红绿双色光学拉力传感器包括白光发生装置，红绿双色高弹性光纤和吸收光谱测试仪，其中红绿双色高弹性光纤包括内层和外层，内层与外层形成同心电缆结构，其中内层及外层主要组成为不同构成的海藻酸钙和聚丙烯酰胺的水凝胶；所述制备方法包括了超高弹性光纤内层及外层的制备和红绿双色不同染料的掺杂步骤；该红绿双色拉力传感器最大可以拉伸到静置长度的6倍，可以实现拉力的线性光谱测试及可以肉眼直接观测的光学传感。

技术领域

本发明涉及一种拉力传感器及其制备方法，具体的说是一种具备了超高弹性和红色绿色两种颜色可直接观测的拉力传感器及其制备方法。

背景技术

拉力传感器是一种能将物理力学信号转变为另外一种更直观信号比如电信号和数字信号等的测量装置。通常市场上的拉力传感器的传感器件即力敏器件都是压电材料，例如钛酸钡压电陶瓷，聚偏氟乙烯压电薄膜等。这些常用的拉力传感器没有具备可以拉伸为原有静置长度数倍且在强烈拉伸情况下还能正常工作的能力，也没见到有可以不经电信号转换而直接使用肉眼进行观测的实时测试和信号输出的能力。

发明内容

本发明的目的是制备一种具备超高弹性的同时还具备红绿双色的光学输入的拉力传感器及其制备方法。

这种超高弹性红绿双色光学拉力传感器，一共包括了三部分，分别是白光发生装置，红绿双色高弹性光纤，吸收光谱测试仪；其中所述红绿双色高弹性光纤一端与所述白光发生装置的出光口相连接，所述红绿双色高弹性光纤的另一端与所述吸收光谱测试仪的入光口相连接，白光由白光发生装置输出，经过红绿双色高弹性光纤，进入吸收光谱测试仪的入光口，由光谱测试仪测量有关吸收光谱的数值及其变化；所述红绿双色高弹性光纤的拉伸长度最多可以拉伸到静置长度的6倍；所述红绿双色高弹性光纤包括了组成相似但构成不同的内层和外层，内层与外层形成一种同心电缆结构，其中内层的直径为1毫米，外层的内径为1毫米，外层的外径为2毫米；在这里，使用过程中光是从内层通过的，由于内层和外层材料折射率的不同，光在内层与外层的界面上形成全反射，从而实现光纤的光学传导功能；所述红绿双色高弹性光纤内层为海藻酸钙和聚丙烯酰胺水凝胶，其中海藻酸钙和聚丙烯酰胺的重量比为1:20；所述红绿双色高弹性光纤外层为海藻酸钠和聚丙烯酰胺水凝胶，其中海藻酸钠和聚丙烯酰胺的重量比为1:10；所述红绿双色高弹性光纤包括红色光学传感部和绿色光学传感部，其中红色光学传感部和绿色光学传感部的数量都多于一个，红色光学传感部与绿色光学传感部依次相连排列，相互之间的间距为10毫米；所述红色光学传感器为亚甲基蓝掺杂的弹性光纤部分，长度为10毫米；所述蓝色光学传感器为荧光黄掺杂的弹性光纤部分，长度为10毫米。

制备上述超高弹性的红绿双色光学拉力传感器，首先需要制备其中最为关键的红绿双色高弹性光纤。