CN206563631U - 一种光纤气压传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光纤气压传感器。该传感器是由单模光纤与一小截毛细管坍塌熔接后，向毛细管中完全填充聚合物制成。外界气压的变化由于热光效应引起聚合物性质的改变，进而导致干涉仪的反射谱发生漂移，根据该漂移量可以实现气压的传感测量。该传感器具有制备简单、成本低、坚固、体积小等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器领域，具体涉及一种光纤气压传感器。
背景技术
光纤气压传感器作为一种新型传感器，与传统的传感器相比，该类型传感器不仅结构简单、体积小、重量轻、具有电绝缘性、不受电磁干扰、可用于易燃易爆的环境中，而且具有封装坚固、精度高和热转换低等特点，因此一直以来受到了广泛的关注。
法布里-珀罗(Fabry-Pérot，FP)干涉仪由于其具有体积小、灵敏度高等优势，所以在光纤气压传感中扮演了重要的角色。随着光纤FP腔气压传感器受到广泛的关注和研究，许多不同结构的光纤FP腔气压传感器已经被报道，如：Duan等人在两段单模光纤中间大面积错位熔接一小截单模光纤，形成了一种简易的FP腔气压传感器，但错位过大，使得传感头非常脆弱易断；Ma等人在单模光纤上熔接一截毛细管，并对其进行拉锥、加压和放电等处理形成了一种微腔气压传感器，其温度稳定性非常高，但制作过程过于繁琐且气压灵敏度较低；Dai等人在单模光纤上熔接一小截毛细管，并在毛细管末端镀上一层石墨烯膜形成了一种微型气压传感器，其灵敏度非常高，但石墨烯膜非常薄，制作成本较高且非常容易破损。并且以上传感器都存在着温度交叉敏感的特性，其测量准确度容易受环境温度的影响。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本实用新型公开了一种光纤气压传感器。该传感器是由单模光纤与一小截毛细管坍塌熔接后，向毛细管中完全填充聚合物制成。外界气压的变化由于热光效应引起聚合物性质的改变，进而导致干涉仪的反射谱发生漂移，根据该漂移量可以实现气压的传感测量。该传感器具有制备简单、成本低、坚固、体积小等优点。
本实用新型所采用的技术方案是：将一小截毛细管与单模光纤坍塌熔接，在毛细管内完全填充聚合物。进一步，所用的单模光纤为通信用单模光纤，其包层直径为125微米。所用毛细管为石英毛细管，其长度为10-80微米，外径为120-150微米，坍塌部分内径为10-40微米，未坍塌部分内径为40-80微米。毛细管内填充的聚合物具有紫外光照固化的特性，即液态的聚合物经紫外光照射后会固化。
本实用新型的具体工作原理是：该传感器由单模光纤与一小截毛细管坍塌熔接而成，向毛细管中完全填充聚合物，此聚合物构成一个FP腔。外界气压的变化由于热光效应引起聚合物性质的改变，进而导致干涉仪的反射谱发生漂移，该反射光谱波长漂移量的大小与气压的大存在相关关系，因而通过检测波长漂移量，可以实现气压的实时测量。
本实用新型的有益效果是：
1)传感器由单模光纤和毛细管组成，制备过程中只需使用普通商用光纤熔接机，具有成本低、制备简单的优点。
2)传感器尺寸小，具有较好的机械强度，同时方便在狭小空间使用。
附图说明
下面结合附图及具体方式对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图中：
1.单模光纤，2.毛细管，3.聚合物。
具体实施方式
如图1，制备传感器的步骤为：第一步，将通信用单模光纤和毛细管坍塌熔接；第二步，在毛细管内注入液态聚合物，然后置于紫外灯照射下将聚合物固化。其特征为：所用的单模光纤为通信用单模光纤，其包层直径为125微米。所用毛细管为石英毛细管，其长度为10-80微米，外径为120-150微米，坍塌部分内径为10-40微米，未坍塌部分内径为40-80微米。毛细管内填充的聚合物具有紫外光照固化的特性，即液态的聚合物经紫外光照射后会固化。
使用时，传感器的单模光纤输入端与光纤环行器的输出端相连，该环行器的两个输入端分别与宽带光源和光谱仪相连。外界气压的变化由于热光效应引起聚合物性质的改变，进而导致干涉仪的反射谱发生漂移，该反射光谱波长漂移量的大小与气压的大存在相关关系，因而通过检测波长漂移量，可以实现气压的实时测量。
Claims (2)
1.一种光纤气压传感器，该传感器包括单模光纤(1)、毛细管(2)和聚合物(3)，其特征在于：将一小截毛细管与单模光纤坍塌熔接，坍塌部分内径为10-40微米，未坍塌部分内径为40-80微米；在毛细管内完全填充聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种光纤气压传感器，其特征在于：所用的单模光纤为通信用单模光纤，其包层直径为125微米，所用毛细管为石英毛细管，其长度为10-80微米，外径为120-150微米。
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| CN110907373A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-24 | 哈尔滨工程大学 | Voc气体浓度检测液晶光纤传感器及其制作方法 |
| CN116147676A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-05-23 | 广东海洋大学深圳研究院 | 一种温盐深同步测量光纤传感器及测量方法 |
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