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专利号: 2019104388644
申请人: 西南交通大学
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:

1.一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:包括一端插入光纤陶瓷插芯(2)、且内含一段FBG(4)的偏心光纤(3);所述FBG(4)在偏心光纤(3)中部分位于所述光纤陶瓷插芯(2)包含范围内、另一部分伸出光纤陶瓷插芯(2)的包含范围;所述偏心光纤(3)的另一端连接有配重(5)。

2.如权利要求1所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述偏心光纤(3)包括中间的纤芯(6)以及包裹在所述纤芯(6)外的包层(7),所述包层(7)外还涂覆有涂敷层(8);所述偏心光纤(3)的纤芯(6)则未处于其包层(7)的轴向中性轴上;所述FBG(4)写入在偏心光纤(3)的纤芯(6)中。

3.如权利要求1或2所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述纤芯(6)的材质为含有掺杂剂的高纯二氧化硅,所述掺杂剂包括五氧化二磷和二氧化锗中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述包层(7)的材质为掺杂了氟和/或硼的高纯二氧化硅,且所述包层(7)的外径为125μm。

5.如权利要求1所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述FBG(4)是采用相位掩膜写入或飞秒激光写入的方式写入偏心光纤(3)的纤芯(6)中的;所述FBG(4)的长度应为1cm 3cm,且位于陶瓷插芯包含范围内的与伸出光纤陶瓷插芯(2)包含范围外的~FBG(4)长度相等。

6.如权利要求1所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述FBG(4)的反射率在10% 30%。

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7.如权利要求1所述的一种克服温度干扰的光纤倾角传感器,其特征在于:所述配重(5)为环氧树脂重物小球。

8.一种光纤倾角传感器克服温度干扰的方法,其特征在于:

将且内含一段FBG(4)的偏心光纤(3)的一端插入光纤陶瓷插芯(2)中并与普通单模光纤(1)连接,其中偏心光纤(3)和普通单模光纤(1)的纤芯(6)对齐,而所述FBG(4)的一部分随偏心光纤(3)插入光纤陶瓷插芯(2)中,在偏心光纤(3)的另一端加上一个配重(5),使偏心光纤(3)带有配重(5)的一端汇同其内未插入光纤陶瓷插芯(2)中的FBG(4)构成可弯曲的自由端;

当传感器倾斜时,偏心光纤(3)的自由端发生弯曲,偏心光纤(3)中的FBG(4),随偏心光纤(3)插入光纤陶瓷插芯(2)中的部分与另一部分受到不同的弯曲应变,使原FBG(4)等效形成两个子FBG(4),收集等效形成的两个子FBG(4)反射峰波长,获得分裂为两个反射峰的反射谱,测量两个反射峰之间的波长间隔,实现对倾斜角度的计算。

9.如权利要求8所述的一种光纤倾角传感器克服温度干扰的方法,其特征在于:所述偏心光纤(3)和普通单模光纤(1)之间是通过对芯熔接或包层对准熔接后拉锥的方法连接并纤芯(6)对齐的。