專利名稱：基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置。
背景技術(shù)：
光纖的出現(xiàn)帶來了人類通信和信息技術(shù)的革命性發(fā)展。在傳感領(lǐng)域，光纖可以作為傳感單位，通過在其中傳播的光的特性來實(shí)現(xiàn)對外界物理量的傳感，以此為基礎(chǔ)的光纖傳感技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的重視。光纖傳感技術(shù)在生物、醫(yī)學(xué)、航天、航空、機(jī)械、石化、建筑、 高鐵、橋梁、國防工業(yè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。在光纖液壓傳感技術(shù)領(lǐng)域，目前發(fā)展比較成熟的是光纖布拉格光柵液壓傳感技術(shù)，改技術(shù)主要依賴于液壓環(huán)境下光纖布拉格光柵反射波長的變化來實(shí)現(xiàn)液壓傳感，盡管做到很大的測量范圍(幾百兆帕)，但是靈敏度不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了基于一種基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置，包括寬帶光源、三端口光耦合器、光譜分析儀和鍍金光纖傳感頭。寬帶光源的輸出端口與三端口光耦合器的第一個端口光纖連接；三端口光耦合器的第二個端口與光譜分析儀的輸入端口光纖連接；三端口光耦合器的第三個端口與鍍金光纖傳感頭光纖連接。所述的鍍金光纖傳感頭由兩段單模光纖和鍍金薄膜組成，其中一段長度不限的單模光纖和另外一段長度為L的單模光纖錯位h微米，在長度為L的單模光纖鍍有金層，金層厚度大于1微米，其中，5毫米< L < 50毫米，2微米< h < 6微米。本實(shí)用新型主要適用于測量液體中的液壓，利用了鍍金光纖傳感頭的干涉峰值波長隨液壓變化的特性，通過的干涉峰值波長的漂移量來確定液壓數(shù)值大小，實(shí)現(xiàn)了液壓傳感。本實(shí)用新型具有不受電磁干擾、價格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡單、高靈敏度本、適合醫(yī)療應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鍍金光纖傳感頭示意圖；圖3為利用本實(shí)用新型測量所得的結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
[0013]如圖1和圖2所示，基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置包括一個寬帶光源1、一個三端口光耦合器2、一個光譜分析儀3和一個鍍金光纖傳感頭4。將寬帶光源1的輸出端口和三端口光耦合器2的第一個端口光纖連接；將該三端口光耦合器2的第二個端口和光譜分析儀3的輸入端口光纖連接；將該三端口光耦合器2 的第三個端口和鍍金光纖傳感頭4光纖連接。所說的鍍金光纖傳感頭4由一段長度不限的單模光纖5、一段長度為L (5 50毫米)的單模光纖6和鍍金薄膜7組成。將一段長度不限的單模光纖5和另外一段長度為L (5 50毫米)的單模光纖6錯位h (2 6微米)相熔接，將長度為L的單模光纖進(jìn)行鍍金，鍍金薄膜7厚度大于1微米。本實(shí)用新型的具體工作過程當(dāng)寬帶光經(jīng)過兩段單模光纖的熔接點(diǎn)的時候，將在長度為L的單模光纖分成在外圍的包層模式和中間的芯層模式兩部分的光；之后在鍍金的光纖端面的反射作用之下，兩部分的光回到單模光纖熔接點(diǎn)的時候形成了干涉，最后在光譜分析儀上可以測出干涉光譜，其干涉峰值對應(yīng)的波長為
椒碰IV= 1Λ14”..其中·^mjs為長度為L的單模光纖包層模式的有效折射率，為長度為L的單模光纖芯層模式的有效折射率。由于Ζ，托崎,η撤均為液壓的函數(shù)，因此液壓變化的時候就會引起干涉峰值對應(yīng)的波長1的漂移，當(dāng)我們從光譜分析儀測量獲得波長 有漂移量
的時候，就可以得到液壓的數(shù)值為其中λ為常數(shù)，可以根據(jù)單模光纖參數(shù)計(jì)算出來。因此，可以通過測量干涉峰值對應(yīng)的波長的漂移來確定施加在鍍金光纖傳感頭上的液壓。利用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行測量，其具體測量結(jié)果如圖3所示。本實(shí)用新型利用了普通的單模光纖錯位熔接的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了干涉光譜的獲得，利用鍍金技術(shù)提供了液壓傳感的靈敏度，并避免了外界液體對光纖傳感的影響。
權(quán)利要求1.基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置，包括寬帶光源、三端口光耦合器、光譜分析儀和鍍金光纖傳感頭，其特征在于寬帶光源的輸出端口與三端口光耦合器的第一個端口光纖連接；三端口光耦合器的第二個端口與光譜分析儀的輸入端口光纖連接；三端口光耦合器的第三個端口與鍍金光纖傳感頭光纖連接；所述的鍍金光纖傳感頭由兩段單模光纖和鍍金薄膜組成，其中一段長度不限的單模光纖和另外一段長度為L的單模光纖錯位h微米，在長度為L的單模光纖鍍有金層，金層厚度大于1微米，其中，5毫米< L < 50毫米，2微米< h ^ 6微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置，其特征在于所述的寬帶光源波長為1500nm至1600nm ；光譜分析儀的工作波長為1500nm至1600nm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了基于鍍金光纖傳感頭的液壓傳感裝置。目前裝置靈敏度不高。本實(shí)用新型包括寬帶光源、三端口光耦合器、光譜分析儀和鍍金光纖傳感頭。寬帶光源的輸出端口與三端口光耦合器的第一個端口光纖連接；三端口光耦合器的第二個端口與光譜分析儀的輸入端口光纖連接；三端口光耦合器的第三個端口與鍍金光纖傳感頭光纖連接。本實(shí)用新型具有不受電磁干擾、價格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡單、高靈敏度、適合醫(yī)療應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01L11/02GK202329914SQ201120395938
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者吳根柱, 彭保進(jìn), 胡顧鋒, 陳達(dá)如 申請人:浙江師范大學(xué)