嵌套式高温增敏应变传感器制造技术

一种嵌套式高温增敏应变传感器，光纤的一端设置在第一空芯光纤内、另一端设置在第二空芯光纤内，光纤与第一空芯光纤、第二空芯光纤位于同一水平面且轴向平行，在光纤上刻写有光栅。第一空芯光纤、第二空芯光纤采用石英空芯光纤，具有耐高温性能，经过封装增加了机械强度，能够在1000℃高温环境长期使用。第一空芯光纤和第二空芯光纤的端面与光栅端面中之间保持有距离，通过调整第一空芯光纤和第二空芯光纤端面与光栅端面之间的距离，实现了调整嵌套式高温增敏应变传感器的灵敏度。本实用新型专利技术具有设计合理、结构简单、成本低、耐超高温、应变灵敏度高、抗电磁干扰、测量精度高、测量应变范围广等优点，可在1000℃高温环境长期使用。可在1000℃高温环境长期使用。可在1000℃高温环境长期使用。

【技术实现步骤摘要】
嵌套式高温增敏应变传感器


[0001]本技术属于光纤传感
，具体涉及到高温应变传感器。

技术介绍

[0002]随着光纤制备技术与光电子技术的发展，以光纤为介质的光通信技术与光纤传感技术得到快速发展，并在航空航天、石油勘探、工业制造、安全监测等领域得到广泛应用。光纤用于进行光通信，作为探测器对外界的物理参量进行测量。其关键技术是对传感器的核心部位进行调制，通过检测传感器的核心部位光波参数变化，推出导致该处环境物理参量的变化。光纤热重生布拉格光栅作为光纤传感器的一个重要分支，具有结构简单、测量精度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等优点一直是研究的热点。
[0003]应变检测是一个很广泛的研究范畴，它包括了在不同环境下对应变实时的精确检测。应变检测其中心思想是将外界基体的形变有效地传递到光纤上，引起光纤内传输光波长等参量发生变化，探测到外界基体的变化。当外界的应变作用于传感光纤时，引起传感光纤参量的变化，导致特征波长的漂移。通过检测特征波长与被测参量的关系，实现应力的传感测量。热重生布拉格光栅通过高温烘烤使布拉格光栅擦除后重新生长出来的一种光纤光栅，是一种新型耐超高温的光纤光栅，具有耐温1000℃上、光谱宽度小、边模抑制比大、可与普通单模光纤匹配熔接等优点。目前所报道的热重生布拉格光栅传感器对应变的测量灵敏度在1.0pm/με左右，使得该光栅的适用范围受到了限制。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种灵敏度高、测量精度高、测量应变范围广的嵌套式高温增敏应变传感器。
[0005]解决上述技术问题所采用的技术方案是：光纤的一端设置在第一空芯光纤内、另一端设置在第二空芯光纤内，光纤与第一空芯光纤、第二空芯光纤位于同一水平面且轴向平行，在光纤上刻写有光栅。
[0006]本技术的第一空芯光纤和第二空芯光纤的端面与光栅端面之间的距离为5～35mm。
[0007]本技术的第一空芯光纤和第二空芯光纤的内径为180～650μm，光纤的外径小于第一空芯光纤和第二空芯光纤的内径。
[0008]本技术的第一空芯光纤和第二空芯光纤为石英空芯光纤或刚玉管或蓝宝石空芯毛细管。
[0009]本技术的布拉格光栅的栅区长度为10～20mm，中心波长为1500～1580nm。
[0010]由于本技术的第一空芯光纤、第二空芯光纤采用石英空芯光纤，具有耐高温性能，经过封装增加了机械强度，能够在1000℃高温环境长期使用。第一空芯光纤和第二空芯光纤的端面与光栅端面中之间保持有距离，通过调整第一空芯光纤和第二空芯光纤端面与光栅端面之间的距离，实现了调整嵌套式高温增敏应变传感器的灵敏度。本技术具
有设计合理、结构简单、成本低、耐超高温、应变灵敏度高、抗电磁干扰、测量精度高、测量应变范围广等优点，可在1000℃高温环境长期使用。
附图说明
[0011]图1是本技术实施例1的结构示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和实施例对本技术进一步详细说明，但本技术不限于下述的实施方式。
[0013]实施例1
[0014]在图1中，本实施例的嵌套式高温增敏应变传感器由光纤1、第一空芯光纤2、高温胶层3、布拉格光栅4、第二空芯光纤5联接构成。
[0015]本实施例的光纤1为市场上销售的商品，光纤纤芯直径为9μm，包层外径为125μm，光纤1的左端插入到第一空芯光纤2内，用高温陶瓷胶与第一空芯光纤2粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3，光纤1的右端插入到第二空芯光纤5内，用高温陶瓷胶与第二空芯光纤5粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3，高温胶层3在1000℃的高温环境下性能稳定，使得这种应变传感器在1000℃的高温环境能准确地接收应变信号。本实施例的第一空芯光纤2和第二空芯光纤5为石英空芯光纤，第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的内径为318μm、外径为449μm，光纤1与第一空芯光纤2、第二空芯光纤5位于同一水平面且轴向平行。在光纤1上刻写有光栅4，本实施例光栅4为热重生布拉格光栅，光栅4的栅区长度为15mm，中心波长为1550nm，光栅4为嵌套式高温增敏应变传感器的敏感零部件，第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的端面与光栅4端面之间的距离为20mm，通过调整第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的端面与光栅4端面之间的距离，实现调整嵌套式高温增敏应变传感器的灵敏度。
[0016]实施例2
[0017]光纤1的左端插入到第一空芯光纤2内，用高温陶瓷胶与第一空芯光纤2粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3，光纤1的右端插入到第二空芯光纤5内，用高温陶瓷胶与第二空芯光纤5粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3。本实施例的第一空芯光纤2和第二空芯光纤5为石英空芯光纤，第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的内径为180μm，光纤1与第一空芯光纤2、第二空芯光纤5位于同一水平面且轴向平行。在光纤1上刻写有光栅4，光栅4为热重生布拉格光栅，光栅4的栅区长度为10mm，波长为1500nm，第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的端面与光栅4端面之间的距离为5mm。
[0018]其工作原理与实施例1相同。
[0019]实施例3
[0020]光纤1的左端插入到第一空芯光纤2内，用高温陶瓷胶与第一空芯光纤2粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3，光纤1的右端插入到第二空芯光纤5内，用高温陶瓷胶与第二空芯光纤5粘接，高温陶瓷胶凝固后形成高温胶层3。本实施例的第一空芯光纤2和第二空芯光纤5为石英空芯光纤，第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的内径为650μm，光纤1与第一空芯光纤2、第二空芯光纤5位于同一水平面且轴向平行。在光纤1上刻写有光栅4，光栅4为热重生布拉格光栅，光栅4的栅区长度为20mm，中心波长为1580nm，第一空芯光纤2和第二空芯光
纤5的端面与光栅4端面之间的距离为35mm。
[0021]其工作原理与实施例1相同。
[0022]实施例4
[0023]在以上的实施例1～3中，光纤1与第一空芯光纤2、第二空芯光纤5的联接关系与实施例1相同，在光纤1上刻写有光栅4。第一空芯光纤2、第二空芯光纤5采用刚玉管。第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的内径、光栅4的栅区长度和中心波长、第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的端面与光栅4端面之间的距离与相应的实施例相同。
[0024]其工作原理与实施例1相同。
[0025]实施例5
[0026]在以上的实施例1～3中，光纤1与第一空芯光纤2、第二空芯光纤5的联接关系与实施例1相同，在光纤1上刻写有光栅4。第一空芯光纤2、第二空芯光纤5采用蓝宝石空芯毛细管。第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的内径、光栅4的栅区长度和中心波长、第一空芯光纤2和第二空芯光纤5的端面与光栅4端面之间的距离与相应的实施例相同。
[0027]其工作原理与实施例1相同。
[0028]为了验证本技术有益效果，设计人采用本技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌套式高温增敏应变传感器，其特征在于：光纤(1)的一端设置在第一空芯光纤(2)内、另一端设置在第二空芯光纤(5)内，光纤(1)与第一空芯光纤(2)、第二空芯光纤(5)位于同一水平面且轴向平行，在光纤(1)上刻写有光栅(4)。2.根据权利要求1所述的嵌套式高温增敏应变传感器，其特征在于：所述的第一空芯光纤(2)和第二空芯光纤(5)的端面与光栅(4)端面之间的距离为5～35mm。3.根据权利要求1或2所述的嵌套式高温增敏应变传感器，其特征在于：所述的第一空芯光纤(2)和第二空芯光纤(5)的内径为180～650μm，光纤(1)的外径...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杭洲，何宇栋，辛国国，田琴，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：新型
国别省市：