CN101206129A - 光纤光栅传感器增敏结构 - Google Patents

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张文涛
李芳�
刘育梁
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Abstract

一种光纤光栅传感器增敏结构，其特征在于，包括：一支架，该支架包括左右支臂，该左右支臂为方向相反的Z字形结构；一光纤光栅，该光纤光栅的两端固定在支架的左右支臂上的端部。所述的光纤光栅的两端是采用粘接的方式固定在支架的左右支臂的下端。

Description

光纤光栅传感器增敏结构
技术领域
本发明涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及一种光纤光栅传感器增敏结构。
背景技术
光纤传感器与对应的常规传感器相比，在灵敏度、动态范围、可靠性等方面具有明显的优势，在建筑、石油、军事应用领域显得尤为突出。
光纤传感器是利用光纤的传光特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应，探测周围环境温度、压强、应变等物理量的仪器。它与传统的电阻式传感器相比，有以下主要优势：压强灵敏度高、不受电磁干扰、重量轻、耐高温、结构小巧、可靠型高，以及兼具信息传感及光信息传输于一身等优点。
鉴于光纤传感器的如上技术优势，可满足各发达国家在石油、军事等领域的要求，目前已经在此方面积极展开研究。
在常见的强度调制型、法布里-珀罗型、偏振调制型、光纤光栅式光纤传感器中，光纤光栅式传感器的研究和应用最为广泛。
傅海威等人报道了一种光纤光栅压力传感器，是采用在将光纤光栅粘接在圆形膜片上进行增敏的办法，通过圆膜片在周向上的应变来带动光纤光栅产生应变，从而检测压强。这样制作的光纤光栅传感器其光栅部分直接被胶粘接，受到封装工艺的影响比较大，胶层不均匀会使光纤受力不均匀，易产生啁啾，并且传感器的灵敏度不易调整。
因此，如何减小光纤光栅传感器的封装难度，提高传感器的可靠性，方便的控制传感器的灵敏度是光纤光栅传感器走向实用化必需解决的重要技术之一。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光纤光栅传感器增敏结构，以减小光纤光栅传感器的封装工艺难度，使光纤光栅传感器的灵敏度易于控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本实用新型一种光纤光栅传感器增敏结构，其特征在于，包括：
一支架，该支架包括左右支臂，该左右支臂为方向相反的Z字形结构；
一光纤光栅，该光纤光栅的两端固定在支架的左右支臂上的端部。
其中所述的光纤光栅的两端是采用粘接的方式固定在支架的左右支臂的下端。
本实用新型的有益效果是：
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、工艺简单：通过将光纤光栅粘接于支架的左右支臂代替直接粘接光纤光栅的方法，减小了工艺难度，避免了光纤产生啁啾，使得工艺一致性易于保证。
2、传感器的灵敏度便于控制：可以通过调整支架的左右支臂之间的距离比来改变增敏的倍数。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1为本发明的光纤光栅传感器增敏结构的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3是本发明的光纤光栅传感器增敏结构封装于温度传感器的实施例；
图4是本发明的光纤光栅传感器增敏结构封装于光纤光栅应变传感器的实施例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1及图2所示，本发明一种光纤光栅传感器增敏结构，包括：
一支架10，该支架10包括左右支臂11、12，该左右支臂11、12为方向相反的Z字形结构；一光纤光栅20，该光纤光栅20的两端固定在支架10的左右支臂11、12上的端部；该光纤光栅20的两端是采用粘接的方式固定在支架10的左右支臂11、12的下端。
本发明的支架10的左右支臂11、12的另一端是用于固定连接在各类传感器上的。
请参阅图3，图3是显示本发明的光纤光栅传感器增敏结构使用于温度传感器的实施例，其中包括一传感器外壳40，一温度敏感元件30，该温度敏感元件30为一L形，其一端固定在传感器外壳40的内壁面上，本发明的光纤光栅传感器增敏结构固定在温度敏感元件30的下面，该光纤光栅传感器增敏结构的支架10中的左右支臂11、12的刚度一般远大于光纤光栅20的刚度，该支架10中的左右支臂11、12均不与其他结构接触。
该光纤光栅增敏结构可以通过调整支架10中的左右支臂11、12之间的距离比来改变增敏的倍数。
温度敏感元件30有较高的热膨胀系数，当温度变化时，温度敏感元件30发生形变，从而带动光纤光栅增敏结构的支架10中的左右支臂11、12一起移动，并带动带动光纤光栅20产生应变。对于光纤光栅，其反射波长的变化量与所受应变成正比，故通过检测波长的变化量可以得到外界温度变化的大小。
请参阅图4，图4为采用该光纤光栅增敏结构应用于光纤光栅应变传感器的实施例，本实施例中，该光纤光栅传感器增敏结构安装在一基体70上，基体70两端加工有凸缘71，可以通过将凸缘71焊接或粘接在待测结构表面(对于金属结构)的方法或者通过螺栓连接(对于混凝土等其他材料)的方法安装该光纤光栅应变传感器。当被测结构受力产生应变时，凸缘71会带动基体70产生相应的应变，从而带动该光纤光栅增敏结构的支架10中的左右支臂11、12产生位移，进一步带动光栅20产生应变，对于光纤光栅20，其反射波长的变化量与所受应变成正比，故通过检测波长的变化量可以得到外界应变变化的大小。
同时，可以通过调整支架10中的左右支臂11、12之间的距离比来改变增敏的倍数。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种光纤光栅传感器增敏结构，其特征在于，包括：
一支架，该支架包括左右支臂，该左右支臂为方向相反的Z字形结构；
一光纤光栅，该光纤光栅的两端固定在支架的左右支臂上的端部。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器增敏结构，其特征在于，其中所述的光纤光栅的两端是采用粘接的方式固定在支架的左右支臂的下端。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080625