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专利号: 2016104109426
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,包括长周期光纤光栅传感(11),其特征在于,长周期光纤光栅传感(11)包括光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3),还包括毛细管(13)和水泥砂浆(14),从左到右依次为光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3),光纤光栅段(1)的表面上设有一层光纤光栅段金属膜(7),尾端段(3)的表面上设有一层尾端段金属膜(8),尾端段(3)的端面上设有一层尾端段端面金属膜(9);长周期光纤光栅传感(11)附着在毛细管(13)上,毛细管(13)为有机玻璃毛细管;长周期光纤光栅传感(11)和毛细管(13)的外部为一层水泥砂浆(14);

所述的光纤光栅段金属膜(7)、尾端段金属膜(8)和尾端段端面金属膜(9)均为钯金膜,尾端段(3)由内至外依次为尾端段纤芯(6)和尾端段金属膜(8),尾端段(3)的端面有尾端段端面金属膜(9)。

2.根据权利要求1所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,其特征在于,光纤陶瓷芯(12)位于长周期光纤光栅传感(11)靠近探头传感端面(61)一端的外面。

3.根据权利要求2所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,其特征在于,长周期光纤光栅传感(11)的两端水平放置,用环氧树脂胶(15)黏贴在毛细管(13)上。

4.根据权利要求3所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,其特征在于,在毛细管(13)上黏贴两根长周期光纤光栅传感(11),其中一根长周期光纤光栅传感(11)用于测温,采用软件方式消除温度误差。

5.根据权利要求2所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,其特征在于,所述光纤光栅段(1)的长度为4-6cm,光纤段(2)的长度为1-2cm,尾端段(3)的长度为1-6cm。

6.一种如权利要求4所述的单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器制作方法,其特征在于:A、根据权利要求1所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,将长周期光纤光栅的一端切平,形成光纤光栅段(1)和光纤段(2);

B、光纤光栅段(1)内部是光纤光栅段纤芯(4),在光纤光栅段(1)表面镀一层光纤光栅段金属膜(7),长周期光纤光栅表面形成等离子体共振效应;

C、选取普通圆柱形单模光纤,在该单模光纤的端面镀一层尾端段端面金属膜(9),以形成高反射率镜面,在该单模光纤的表面镀一层尾端段金属膜(8),该单模光纤为尾端段(3);

D、将光纤段(2)与尾端段(3)熔接,形成探头传感结构,构成长周期光纤光栅传感(11);

E、光纤陶瓷芯(12)位于长周期光纤光栅传感(11)靠近探头传感端面(61)一端的外面;

F、用环氧树脂胶(15)将长周期光纤光栅传感(11)黏贴在毛细管(13)上;

G、长周期光纤光栅传感(11)和毛细管(13)构成的整体采用水泥砂浆(14)浇筑。

7.根据权利要求6所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器制作方法,其特征在于,水泥砂浆(14)的厚度为1.5-3cm。

8.一种利用权利要求4所述的单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器的钢筋锈蚀监测方法,其特征在于:A、根据权利要求1所述的一种单端镀膜反射式长周期光纤光栅传感器,将光纤光栅段(1)引出的传输线缆与光纤光栅解调仪(10)连接,光纤光栅解调仪(10)的精度与光谱仪的精度对比连接;

B、光纤光栅解调仪(10)通道内部发出的光依次经过光纤光栅段(1)、光纤段(2)和尾端段(3);

C、光在光纤光栅段(1)上发生SPR效应,通过光纤段(2)到达探头传感端面(61),光纤陶瓷芯(12)保护探头传感端面(61),使得单端反射效果更好;

D、光从探头传感端面(61)被反射回来,依次经过尾端段(3)、光纤段(2)和光纤光栅段(1),发生SPR效应,且与前向传输的光发生自干涉效应,返回到光纤光栅解调仪(10)通道内;

E、光纤光栅解调仪(10)将光传输过程中的光谱显示出来;

F、把钢筋锈蚀的状态和光谱的谐振峰波长的偏移联系起来,从而计算出实际中钢筋锈蚀的状态。