[发明专利]具有纵向应变诱导夹套的光纤光栅传感器以及包括这种传感器的传感器系统和结构

摘要

本发明提供一种包括光纤的传感器，所述光纤包括布拉格光栅和纵向应变诱导(LSI)夹套，其用于根据横向负载(即压力或力)诱导纵向应变到光纤中。随着LSI夹套诱导应变到光纤中，光纤光栅变形，从而改变从光栅反射的光的特性。反射光的特性的变化可使用合适的光学仪器测量。可使用基于LSI夹套的传感器测量/感应的额外物理特性包括湿度含量/存在、化学品含量/存在和温度。横向负载感应传感器可包括横向负载应用结构，其在横向负载下压缩LSI夹套，从而引起夹套可控制地拉长且因此诱导纵向应变到光纤中。化学品和湿度LSI夹套可包括在出现化学品或湿度的情况下膨胀的材料。

主权项

一种用于测量压缩负载的传感器组件，所述压缩负载被应用在所述传感器组件的外部，所述传感器组件包括：第一被覆盖的光纤；第一刚性横向负载应用结构和第二刚性横向负载应用结构，分别具有彼此面对并彼此隔开以便限定间隙的对应的第一对立面和第二对立面，所述第一对立面具有一长度并包括延伸了整个所述长度的第一拉长的凹槽，所述第一拉长的凹槽包含沿着整个所述长度的所述第一被覆盖的光纤并配置为使得所述第一被覆盖的光纤具有沿着整个所述长度与所述第一拉长的凹槽接触的至少一条离散的接触线；以及粘接材料，其将所述第一刚性横向负载应用结构和所述第二刚性横向负载应用结构彼此固定，且所述第一被覆盖的光纤与所述第一刚性横向负载应用结构和所述第二刚性横向负载应用结构中的每一个接触；其中所述第一被覆盖的光纤包括：第一光纤，其具有应用到其的第一布拉格光栅并位于所述第一刚性横向负载应用结构和所述第二刚性横向负载应用结构之间；以及第一纵向应变诱导夹套覆盖物，其耦合到所述第一光纤且沿整个所述长度延伸，所述第一纵向应变诱导夹套覆盖物具有沿着整个所述长度的均匀厚度且经选择和配置为：当在垂直于所述第一刚性横向负载应用结构和所述第二刚性横向负载应用结构的所述第一对立面和所述第二对立面中的每一个对立面的方向上将所述压缩负载应用到所述传感器组件上时，在所述第一布拉格光栅处根据所述压缩负载增加的量级而诱导所述第一光纤内的增加的均匀轴向拉伸应变。