[发明专利]光纤微弯传感器

说明书

本发明是属于以光学方法检测应变以及温度的器件。

光纤微弯传感器是根据光纤的微弯损耗现象而设计的，其原理是根据光纤受被测参量调制而发生弯曲产生微弯损耗，通过探测光纤中传输光的损耗而检测被测参量。光纤被置于两块平行的齿型试板之间，当试板受被测参量调制而产生相对位移时，光纤在齿的压力作用下产生弯曲并且弯曲振幅发生变化，这时光纤中通过的光信号损耗就会发生变化，由此可检测被测参量的变化。由于该种光纤传感器具有结构简单、易于实用化的特点而受到广泛关注。该传感器的设计关键是要寻求有效的方法和途径将被测参量的变化转换为光纤微弯量的变化。目前该原理已被研究开发用于位移、压力、加速度、应变、声波等参量的检测中，而在对应变检测问题上虽已有文献研究，例如美国专利5020379号，但至今为止未能有效地解决用于构件拉伸应变检测问题，使实际应用具有局限性。同样，光纤微弯传感原理亦尚未能有效地用于温度的检测。

本发明的目的在于提供一种能够检测拉伸应变、压缩应变以及温度的光纤微弯传感器。

本发明的解决方案为：

由带齿的弧形刚性弹性片和应变传递板相对安置组成光纤微弯调制器，光纤置于调制器的齿隙之间(受齿间间隙变化的影响而产生微弯变形)，弹性片的两端与应变传递板或其两端的挡板相连接且位置固定。

对于上述传感器，由两块应变传递板通过其两端的挡板相连而形成应变传递架，弧形刚性弹性片位于其间且两面带齿，即弹性片的两面均与应变传递板相对而组成一对光纤微弯调制器。

对于上述传感器，其光纤沿着由弧形刚性弹性片的弧形所形成平面的正交方向放置，微弯调制器中的齿亦相应地沿该方向排列。

对于上述传感器，应变传递板上的齿也可以直接由柔性弹性材料制作形成。

对于上述的传感器，其弧形刚性弹性片的热膨胀系数比应变传递板的热膨胀系数高。

附图1：本发明的基本结构示意图。

附图2：本发明的几何关系示意图。

附图3：h-k关系曲线图。

附图4：本发明的拉伸应变传感器结构示意图。

附图5：附图4的侧向剖视图。

附图6：本发明的压缩应变传感器结构之一示意图。

附图7：本发明的压缩应变传感器结构之二示意图。

附图8：本发明的拉伸及压缩双向应变传感器结构示意图。

附图9：附图8的侧向剖视图。

附图10：h ′-k关系曲线图。

附图11：本发明的温度传感器结构示意图。