[发明专利]光纤压力传感器及其测试方法

说明书

一种光纤压力传感器，所述光纤压力传感器包括光源发射器、光纤组、承压装置及接收装置，所述光纤组包括依次连接的第一单模光纤、双芯光纤及第二单模光纤，所述第一单模光纤一端与所述光源发射器连接，所述第二单模光纤一端与所述接收装置连接，所述双芯光纤包括第一纤芯和第二纤芯，所述第一纤芯和所述第二纤芯非对称设置，所述第一纤芯和第二纤芯的一端与所述第一单模光纤熔融拉锥连接，所述第一纤芯和第二纤芯的另一端与第二单模光纤熔融拉锥连接，所述双芯光纤上设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压装置。上述光纤压力传感器及测试方法利用双芯光纤作为压力传感器，提高的灵敏度，增加检测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，尤其涉及一种光纤压力传感器及其测试方法。

背景技术

压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成，压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常都是将压力信号转化为电信号，因此容易受到电磁辐射或电气干扰的影响，磁场可能会感应电压并作用在传感器导线上，使控制系统可能将其误认为是实际的输出信号，导致感测结果不精确。影响电信号最终结果的因素还包括电压尖峰，短时存在的电压瞬变现象，虽然这种高能量浪涌电压持续时间仅数毫秒，但仍然会对传感器造成损坏。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光纤压力传感器，其能够提升检测结果的准确性。

一种光纤压力传感器，包括光源发射器、光纤组、承压装置及接收装置，所述光纤组包括依次连接的第一单模光纤、双芯光纤及第二单模光纤，所述第一单模光纤一端与所述光源发射器连接，所述第二单模光纤一端与所述接收装置连接，所述接收装置用于将光信号图像化，所述双芯光纤包括第一纤芯和第二纤芯，所述第一纤芯靠近所述双芯光纤的轴心设置，所述第二纤芯远离所述双芯光纤的轴心设置，所述第一纤芯和第二纤芯的一端与所述第一单模光纤熔融拉锥连接，所述第一纤芯和第二纤芯的另一端与第二单模光纤熔融拉锥连接，所述双芯光纤上设有应力敏感区，所述应力敏感区上设有所述承压装置。

进一步的，所述应力敏感区环绕所述双芯光纤的圆周设置，所述应力敏感区内的所述第二纤芯暴露于外部环境中。

进一步的，所述承压装置包括壳体，所述壳体包覆于所述双芯光纤设有所述应力敏感区的圆周周测。

进一步的，所述壳体上开设贯穿所述壳体的凹槽，所述凹槽内设有固定件，所述固定件两侧卡持于所述凹槽中。

进一步的，所述承压装置还包括压敏填充物，所述压敏填充物的一端设置于所述固定件上，另一端凸出所述壳体的凹槽设置。

进一步的，所述承压装置还包括弹性件，所述弹性件的一端靠近所述第二纤芯设置，另一端固定于所述压敏填充物靠近所述固定件的一端。

进一步的，所述应力敏感区上设有一层保护薄膜。

进一步的，所述光源发射器用于发出激光束，所述激光束的直径小于所述第一单模光纤的纤芯直径，所述激光束的发散角小于所述第一单模光纤的孔径角。

进一步的，所述应力敏感区为所述双芯光纤经氢氟酸对所述双芯光纤进行化学处理去除外包层形成。

一种上述光纤压力传感器的测试方法，包括以下步骤:

在无外界应力情况下，打开光源发射器使激光通过光纤组后将光信号输入接收装置，形成明暗相间的条纹，保存图案并记录亮条纹宽度a1，暗条纹宽度b1以及相邻明暗条纹宽度c1的参数值；

执行测试步骤，对承压装置施加应力，接收装置将此时接收的第二单模光纤输出的光信号转换成明暗相间的条纹，保存图案并记录此时亮条纹宽度a2，暗条纹宽度b2以及相邻明暗条纹宽度c2的参数值；

改变应力值，重复测试步骤，记录多组a，b，c参数值以及对应的应力值；