[发明专利]一种光纤光栅传感器

说明书

本发明公开了一种光纤光栅传感器，包括：光纤阵列、基底和覆盖层；所述光纤阵列是通过将一根裸光纤按预设的方式绕成包括若干个直线部分和若干个曲线部分的阵列；在所述裸光纤的直线部分刻蚀光栅，用于测试应变；曲线部分刻蚀光栅，用于测试温度；所述基底上设置有与光纤阵列的直线部分相匹配的直线凹槽，所述光纤阵列的直线部分设置并固定于所述直线凹槽中，所述覆盖层设置于所述基底的设置有光纤阵列的一侧，与基底层粘接；所述曲线部分粘接在覆盖层，与基底层分离。所述直线部分刻蚀光栅用于测试应变，所述曲线部分刻蚀光栅用于测试温度。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，具体涉及一种光纤光栅传感器。

背景技术

光纤光栅传感器(Fiber Grating Sensor)属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。

此种传感器是在工程领域中应用最广泛，技术最成熟的光纤传感器。应变直接影响光纤光栅的波长漂移，在工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的情况下，人们将裸光纤光栅作为应变传感器直接粘贴在待测结构的表面或者是埋设在结构的内部。由于光纤光栅比较脆弱，在恶劣工作环境中非常容易破坏，因而需要对其进行封装后才能使用。目前常用的封装方式主要有基片式、管式和基于管式的两端夹持式。

然而针对基片式光纤光栅传感器，一般光纤光栅的排布方式为直线结构，其上可容纳的光栅区较少，对传感器的敏感性和测量精度有所影响，因此，亟需一种传感器可以在不影响其他参数的情况下，增加光栅区域，以提高传感器的敏感性和测量精度。

发明内容

本发明提供一种光纤光栅传感器，以解决现有技术中存在可容纳的光栅区较少，对传感器的敏感性和测量精度有所影响的上述问题。

本发明提供一种光纤光栅传感器，包括：光纤阵列、基底和覆盖层；

所述光纤阵列是通过将一根裸光纤按预设的方式绕成的包括若干个直线部分和若干个曲线部分的阵列；在所述裸光纤的直线部分刻蚀光栅，用于测试应变；曲线部分刻蚀光栅，用于测量温度；

所述基底上设置有与光纤阵列的直线部分相匹配的直线凹槽，所述光纤阵列的直线部分设置并固定于所述直线凹槽中，所述覆盖层设置于所述基底的设置有光纤阵列的一侧，与基底层粘接；所述曲线部分粘接在覆盖层，与基底层分离。

优选的，所述光纤阵列为多个；第一个光纤阵列的起始端与最后一个光纤阵列的末端均可连接光纤光栅解调器；

在所述第一个光纤阵列和最后一个光纤阵列之间的所有光纤阵列采用串接的方式连接，形成具有串联关系的光纤阵列组；

相应的，所述基底上设置的直线凹槽的位置以及排布结构与所述光纤阵列组的结构相匹配。

优选的，所述光纤阵列的排布方式包括：光纤阵列是由一根光纤形成的，起始端和末端平行设置，所述曲线部分包括若干个1/4圆和若干个半圆，所述半圆是由两个连接的1/4圆构成的；靠近起始端的第一个曲线部分和第二个曲线部分为1/4圆，中间部分为相同的多组结构，每组结构包括两个1/4圆、一个半圆和两条直线，两条直线分别连接半圆和一个1/4圆；若干个直线部分的方向与起始端和末端的方向垂直。

优选的，所述曲线部分的弯曲半径相同，所述弯曲半径的最小值为6.25cm。

优选的，所述光纤阵列曲线部分相对于所述基底上的直线凹槽为裸露状态，所述弯曲部分通过与覆盖层粘接固定，且与基底不粘接的方式形成光纤光栅的温度传感区域，防止基底的形变影响温度测试的准确性。

优选的，所述多个光纤阵列设置于同一基底上，不同的光纤阵列位于基底的不同位置，所述多个光纤阵列位于基底不同位置的同一平面。