[发明专利]一种F-P干涉型温度应变双参量传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种F‑P干涉型温度应变双参量传感器及其制备方法，包括空芯光纤、第一光纤、第二光纤、第一固定部、第二固定部；第一光纤和第二光纤分别从空芯光纤的两端伸入空芯光纤，第一光纤和空芯光纤之间、第二光纤和空芯光纤之间均设有紫外胶；在空芯光纤内，第一光纤的第一端面和第二光纤的第二端面之间设有间隙；在第一光纤内靠近第一端面处设有第一栅区；第一固定和第二固定部分别固定在空芯光纤外侧的两端。本发明能够同时测量温度和应变两个参数，利用温度测量结果对由温度造成的F‑P腔形变进行修正，降低了由温度变化造成的误差，因此能够实现应变的高精确度测量。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种F-P干涉型温度应变双参量传感器及其制备方法。

背景技术

由于压力容器的缺陷生长造成的应变量通常十分微小，对于检测人员的技能以及设备的精度要求也随着提高。随着压力容器时间长度增加，压力容器服役时经常遇到安全的问题。特别是储存一些易燃易爆、具有强烈腐蚀性或者毒性的化工原料的压力容器，在服役过程中的安全性受到越来越多的关注和重视。

压力容器在工作时无法从内部直接对损伤进行测量，需要通过检测压力容器的形变得到缺陷的形貌特征只能通过测量压力容器的形变实现压力容器内压强或压力的探测。F-P(法布里-珀罗)干涉型光纤应变传感器在测量应变时具有较高的灵敏度。但是F-P腔也容易受到环境温度的影响，使得测量不准确。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种F-P干涉型温度应变双参量传感器，包括空芯光纤、第一光纤、第二光纤、第一固定部、第二固定部；第一光纤和第二光纤分别从空芯光纤的两端伸入空芯光纤，第一光纤和空芯光纤之间、第二光纤和空芯光纤之间均设有紫外胶；在空芯光纤内，第一光纤的第一端面和第二光纤的第二端面之间设有间隙；在第一光纤内靠近第一端面处设有第一栅区；第一固定和第二固定部分别固定在空芯光纤外侧的两端。

更进一步地，第一光纤和第二光纤为单模光纤，用以将光场的能量主要集中在F-P腔的中部，便于光探测器探测。

更进一步地，第一固定部和第二固定部环绕地固定在空芯光纤的外侧，使得第一固定部和第二固定部更牢固地固定在空芯光纤的外侧。

更进一步地，在第一光纤外，所述紫外胶不设置在第一栅区的外侧，以便于在第一固定部和第二固定部之间施加轴向力时，第一栅区不受到拉力作用，也就是说第一栅区仅受到环境温度的影响。

更进一步地，第二端面上设有贵金属膜，以便于在第一端面和第二端面之间形成更强的聚集光场，便于光探测器探测。

更进一步地，贵金属膜的厚度小于20纳米。

更进一步地，贵金属膜的材料为金。

更进一步地，在第二光纤内靠述第二端面处设有第二栅区。

更进一步地，第二栅区的中心波长与第一栅区的中心波长不相等。

上述F-P干涉型温度应变双参量传感器的制备方法包括以下步骤：

S1，将第一光纤远离第一栅区的一端去除一定长度的涂覆层后和跳线进行熔接；

S2，准备一段合适长度的空芯光纤，用酒精擦拭干净；

S3，第一光纤的另一端去除涂覆层后，用酒精擦拭干净；

S4，将另一段光纤从空芯光纤的两端先后插入空芯光纤，去除空芯光纤内部直径较大的杂质；

S5，用光纤切割机切割第一栅区，保留一定长度的第一栅区，放电清理端面后，放在熔接机中确定第一光纤的第一端面平整；

S6，将第一光纤中有第一栅区的一端插入空芯光纤，并用紫外胶固定；