本实用新型专利技术公开了一种光纤应变传感器及包括其的应变测量装置，光纤应变传感器包括空芯反谐振光纤、无芯光纤和两个单模光纤，且空芯反谐振光纤、无芯光纤和两个单模光纤均同轴设置并彼此熔接。应变测量装置包括光纤应变传感器、光源设备、光谱仪、被测件、工作台和配重块，其中一个单模光纤与光源设备连接，另一个单模光纤与光谱仪连接，空芯反谐振光纤和无芯光纤均贴接在被测件上，被测件的第一端固定在工作台上，配重块悬吊在被测件的第二端。本实用新型专利技术通过采用空芯反谐振光纤来提升测量灵敏度，使得光纤应变传感器的测量更为精准。本实用新型专利技术涉及光纤传感器技术领域。实用新型专利技术涉及光纤传感器技术领域。实用新型专利技术涉及光纤传感器技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种光纤应变传感器及包括其的应变测量装置
[0001]本技术涉及光纤传感器
中的一种光纤应变传感器及包括其的应变测量装置。
技术介绍
[0002]传统的应变传感器是以电信号为基础，并用导线来传输电信号，因此容易受到电磁场以及环境的影响。例如，环境湿度太大容易引起短路，高温易燃易爆环境中容易引起火灾等，除此之外，还存在难以实现长期实时检测等问题。因此，为解决上述问题，不断有新型传感器被开发出来，而光纤应变传感器就是其中一种新型应变传感器。
[0003]光纤应变传感器是一种利用光纤传感器技术对应变进行检测的器件，具有体积小，可远程监控等优点。目前，光纤应变感器主要分为光强调制型、偏振型以及相位调制型三类，其中对弯曲应变的测量一般会采用光强调制型应变传感器。其工作原理为应变使得传感器产生弯曲应变，会导致光纤内模场泄露或者发生耦合，改变传感器的透射功率，以此来探测应变。
[0004]但是，目前的光纤应变传感器大多仅使用单模光纤或空芯光纤作为主要结构，其检测灵敏度较低，不适用于高精度测量领域。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种光纤应变传感器及包括其的应变测量装置，具有更高的测量灵敏度。
[0006]根据本技术第一方面实施例，提供一种光纤应变传感器，包括：
[0007]空芯反谐振光纤，其呈管状；
[0008]无芯光纤，其呈管状，所述无芯光纤与所述空芯反谐振光纤熔接；
[0009]两个单模光纤，其中一个所述单模光纤与所述无芯光纤熔接，另一个所述单模光纤与所述空芯反谐振光纤熔接；
[0010]其中，所述空芯反谐振光纤、所述无芯光纤和两个所述单模光纤均同轴设置。
[0011]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述空芯反谐振光纤的包层直径范围为43.8至96.3μm。
[0012]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述空芯反谐振光纤的纤芯横截面为正六边形。
[0013]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述正六边形的边长范围为24至26μm。
[0014]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述无芯光纤的直径范围为124至126μm。
[0015]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述单模光纤的包层直径范围为124至126μm。
[0016]根据本技术第一方面实施例，进一步地，所述单模光纤的纤芯直径范围为8至9μm。
[0017]根据本技术第二方面实施例，提供一种应变测量装置，包括：上述中任一所述的光纤应变传感器、光源设备、光谱仪、被测件、工作台和配重块，其中一个所述单模光纤与所述光源设备连接，另一个所述单模光纤与所述光谱仪连接，所述空芯反谐振光纤和所述无芯光纤均贴接在所述被测件上，所述被测件的第一端固定在所述工作台上，所述配重块悬吊在所述被测件的第二端。
[0018]根据本技术第二方面实施例，进一步地，所述被测件的第二端的宽度小于所述被测件的第一端的宽度，所述被测件的第一端渐变过渡至所述被测件的第二端。
[0019]根据本技术第二方面实施例，进一步地，所述配重块为砝码。
[0020]本技术实施例的有益效果至少包括：本技术通过采用空芯反谐振光纤来提升测量灵敏度，使得光纤应变传感器的测量更为精准。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0022]图1是本技术第一方面实施例的结构图；
[0023]图2是本技术第一方面实施例中空芯反谐振光纤的纤芯截面图；
[0024]图3是本技术第二方面实施例的结构图；
[0025]图4是本技术第二方面实施例测量应变后的光谱变化图；
[0026]图5是本技术第二方面实施例测量应变后的灵敏度线性拟合图。
[0027]附图标记：100
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空芯反谐振光纤、200
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无芯光纤、300
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单模光纤、400
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光源设备、500
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光谱仪、600
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被测件、700
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工作台、800
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配重块。
具体实施方式
[0028]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0029]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0030]在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0031]本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
[0032]本技术第一方面实施例提供了一种光纤应变传感器，其包括空芯反谐振光纤、无芯光纤和两个单模光纤，彼此间通过熔接工艺进行连接。空芯反谐振光纤是一种利用反谐振理论进行导光的光纤类型，在空芯反谐振光纤中设有石英内壁，当石英壁的厚度确定时，超过一定波长的光会在石英中发生谐振。此种传输的光损耗很小，从而减小了光纤应变传感器中光损耗所造成的测量误差，提升最终测量的灵敏度。
[0033]本技术第二方面实施例提供了一种应变测量装置，其包括上述所述的光纤应变传感器以及相关检测装置。通过将光纤应变传感器贴接在被测件上，当被测件受外力而发生弯曲时，光纤应变传感器也随之发生弯曲，从而改变内部的光传播，并在光谱仪上将变化读数显示出来，间接计算得被测件的弯曲程度。
[0034]说明书附图1展示了光纤应变传感器的结构图。本光纤应变传感器包括空芯反谐振光纤100、无芯光纤200和两个单模光纤300。空芯反谐振光纤100为本光纤应变传感器的核心感应器件，其能够减少光传播所造成的光损耗，从而提升最终的测量精度。无芯光纤200与空芯反谐振光纤100熔接，其功能在于将来自单模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光纤应变传感器，其特征在于，包括：空芯反谐振光纤，其呈管状；无芯光纤，其呈管状，所述无芯光纤与所述空芯反谐振光纤熔接；两个单模光纤，其中一个所述单模光纤与所述无芯光纤熔接，另一个所述单模光纤与所述空芯反谐振光纤熔接；其中，所述空芯反谐振光纤、所述无芯光纤和两个所述单模光纤均同轴设置。2.根据权利要求1所述的光纤应变传感器，其特征在于：所述空芯反谐振光纤的包层直径范围为43.8至96.3μm。3.根据权利要求1所述的光纤应变传感器，其特征在于：所述空芯反谐振光纤的纤芯横截面为正六边形。4.根据权利要求3所述的光纤应变传感器，其特征在于：所述正六边形的边长范围为24至26μm。5.根据权利要求1所述的光纤应变传感器，其特征在于：所述无芯光纤的直径范围为124至126μm。6.根据权利要求1所述的光纤应变传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭光，岳兵，王迎来，叶灿佳，赵可，潘竞顺，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：
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