光纖受壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖受壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖傳感器的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)精密，靈敏度高，缺點(diǎn)是制造成本高。對(duì)于強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器，結(jié)構(gòu)上的布局和設(shè)計(jì)非常重要，光纖微彎壓力傳感技術(shù)應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料上有所突破，才能降低成本，為提高應(yīng)用可靠性，要對(duì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和合理性做出平衡，同時(shí)考慮材料和光機(jī)體系的復(fù)合作用。
[0003]公開(kāi)號(hào)為CN102147303A的一種基于光纖微彎損耗的壓力傳感器，將彈性板和齒板擠壓光纖，產(chǎn)生微彎形變，但缺少壓力控制與緩沖設(shè)計(jì)，容易造成光纖損傷。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN204188317U的一種基于0TDR的分布式光纖壓力傳感器，將多段多模光纖矩形周期性結(jié)構(gòu)插入橡膠片中，形成基于0TDR的光纖微彎傳感器分布式應(yīng)用，但橡膠老化后的壓力傳感特性容易改變。
[0005]本發(fā)明針對(duì)光纖受壓微彎特性，將光纖置于一個(gè)設(shè)計(jì)合理的光機(jī)復(fù)合體系中，測(cè)試裝置適應(yīng)不同光纖的微彎性質(zhì)，用于研究壓力作用于光纖時(shí)的壓力-形變-光強(qiáng)屬性，又從整體上進(jìn)行設(shè)計(jì)，成為一種適用性較強(qiáng)的光纖傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種光纖受壓裝置，能夠配置和控制光纖受壓時(shí)的微彎幅度和長(zhǎng)度、光纖受擠壓程度、光纖受壓點(diǎn)位置、受壓點(diǎn)數(shù)量、壓力范圍、壓力限制和壓力緩沖等，本裝置也能作為光纖微彎壓力傳感器使用。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種光纖受壓裝置，包括底座，壓板，壓片，彈簧和光纖，所述彈簧設(shè)置于底座的四角及中部的兩側(cè)，所述壓板扣合在底座上，壓板通過(guò)彈簧支撐；所述底座中部開(kāi)有若干光纖槽，所述光纖槽底部多處成齒形或起伏形狀，在光纖槽上開(kāi)有若干壓片槽，光纖槽和壓片槽相通，所述光纖安置于光纖槽內(nèi)，若干壓片安放于壓片槽內(nèi)；在壓板與底座扣合時(shí)，壓板施壓于壓片，壓片施壓于光纖，光纖不斷受壓，光纖由于壓片和光纖槽底部的擠壓而產(chǎn)生微彎形變，導(dǎo)致光纖中光模式親合，發(fā)生光泄漏，傳輸強(qiáng)度減弱。
[0008]所述光纖槽數(shù)量及安置于光纖槽的光纖數(shù)，槽型尺寸、槽底齒形尺寸、齒數(shù)或起伏形狀可以變化，光纖槽的數(shù)量多1。
[0009]所述壓片槽的數(shù)量、槽型尺寸可以變化，壓片槽的數(shù)量多1，
所述壓片的大小尺寸可以控制，壓片槽的數(shù)量多壓片的數(shù)量多1。
[0010]所述彈簧的種類(lèi)可變，不同特性的彈簧可以提供不同的外加壓力范圍，底座和壓板的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相對(duì)位移；控制壓片的長(zhǎng)度可以控制壓片進(jìn)入壓片槽的深度，從而控制傳感動(dòng)態(tài)特性，壓片進(jìn)入壓片槽的深度具有極限值，保證光纖不會(huì)受壓過(guò)度而受損。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)原理如下:
光纖具有宏彎曲損耗和微彎曲損耗，根據(jù)模式耦合理論，發(fā)生光能量耦合的兩模式的縱向傳播常數(shù)之差與周期性擾動(dòng)的周期有關(guān)，這個(gè)擾動(dòng)可以通過(guò)齒形或周期性起伏形狀機(jī)械和壓制物之間的相對(duì)位移產(chǎn)生，該周期的大小由具體光纖計(jì)算得到，在起伏周期為該值奇數(shù)倍的情形，光纖彎曲形變具有相同的余弦諧波分量，亦能獲得很高的靈敏度，本發(fā)明在作為測(cè)試裝置時(shí)，即能夠改變和控制上述參量，以滿(mǎn)足不同的傳感測(cè)試要求，本裝置具有獨(dú)立的壓力傳感模式，可單獨(dú)使用，也可用于分布式情形，采用0TDR測(cè)量方法亦有效。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
光纖與壓板不直接接觸，而是通過(guò)壓片傳遞壓力，壓片的形狀、壓入深度是根據(jù)光纖具體種類(lèi)、光纖槽槽型包括光纖槽底部形狀而進(jìn)行配置，壓片與壓板在壓板受壓前也處于分離狀態(tài)，只在壓板受壓時(shí)，壓板逐漸接觸壓片，繼而施壓壓片，將力傳遞到光纖，在壓板卸力過(guò)程中壓片與光纖趨于松弛，壓片和壓板脫離，光纖復(fù)原，提高了光纖的自恢復(fù)能力。
[0013]不同特性的彈簧提供不同的外加壓力范圍，底座和壓板的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相對(duì)位移，使得壓片的壓入深度有一極限值，光纖不會(huì)受損。
[0014]由于光纖槽及安置光纖的數(shù)量，壓片槽分布，安放壓片的數(shù)量以及壓片壓入深度可以變化，光纖的光強(qiáng)-壓力特性可以配置和控制。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為光纖受壓裝置三維外形圖。
[0016]圖2為底座構(gòu)造圖。
[0017]圖3為底座三維外形圖。
[0018]圖4為壓板三維外形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明裝置的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種光纖受壓裝置，包括底座1，壓板2，壓片3，彈簧4和光纖7，所述彈簧4設(shè)置于底座1的四角及中部的兩側(cè)，所述壓板2扣合在底座1上，壓板2通過(guò)彈簧4支撐；所述底座1中部開(kāi)有若干光纖槽5，所述光纖槽5底部多處成齒形或起伏形狀，在光纖槽5上開(kāi)有若干壓片槽6，光纖槽5和壓片槽6相通，所述光纖7安置于光纖槽5內(nèi)，若干壓片3安放于壓片槽6內(nèi)；在壓板2與底座1扣合時(shí)，壓板2施壓于壓片3，壓片3施壓于光纖7，光纖7不斷受壓，光纖7由于壓片3和光纖槽5底部的擠壓而產(chǎn)生微彎形變，導(dǎo)致光纖7中光模式親合，發(fā)生光泄漏，傳輸強(qiáng)度減弱。
[0021]光纖槽5的數(shù)量及安置于光纖槽的光纖數(shù)，槽型尺寸、槽底齒形尺寸、齒數(shù)或起伏形狀可以變化。
[0022]壓片槽6的數(shù)量、槽型尺寸可以變化，壓片槽6的數(shù)量多1，壓片3的數(shù)量多1，最多安放數(shù)不超過(guò)壓片槽6的數(shù)量。
[0023]彈簧4的種類(lèi)可變，不同特性的彈簧可以提供不同的外加壓力范圍，底座1和壓板2的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相對(duì)位移。所述壓片3進(jìn)入壓片槽6的深度具有極限值，保證光纖7不會(huì)受壓過(guò)度而受損。
[0024]實(shí)施例一:光纖槽5數(shù)目為1，光纖7安置于該光纖槽5內(nèi)，壓片槽6的數(shù)量為6，壓片3數(shù)量為1，壓片3處于任何一個(gè)壓片槽6內(nèi)。
[0025]實(shí)施例二:光纖槽5數(shù)目為2，光纖7安置于某一光纖槽5內(nèi)，壓片槽6的數(shù)量為12，六個(gè)壓片槽6與一個(gè)光纖槽5交接，另六個(gè)壓片槽6與另一個(gè)光纖槽5交接，壓片3數(shù)量為2，壓片3處于內(nèi)有光纖7的任何2個(gè)壓片槽6內(nèi)。
[0026]實(shí)施例三:光纖槽5數(shù)目為2，兩段光纖7分別安置于兩個(gè)光纖槽5內(nèi)，壓片槽6的數(shù)量為12，六個(gè)壓片槽6與一個(gè)光纖槽5交接，另六個(gè)壓片槽6與另一個(gè)光纖槽5交接，壓片3數(shù)量為2，兩個(gè)壓片3分別施壓兩段光纖7，壓片3在光纖7所在的壓片槽6位置可以選擇。
[0027]實(shí)施例四:光纖槽5數(shù)目為2，兩段光纖7分別安置于兩個(gè)光纖槽5內(nèi)，壓片槽6的數(shù)量為12，六個(gè)壓片槽6與一個(gè)光纖槽5交接，另六個(gè)壓片槽6與另一個(gè)光纖槽5交接，壓片3數(shù)量為4，兩個(gè)壓片3施壓一個(gè)光纖槽5內(nèi)的光纖7，另兩個(gè)壓片3施壓另一個(gè)光纖槽5內(nèi)的光纖7，壓片3在光纖7所在的壓片槽6位置可以選擇。
[0028]光纖槽5、壓片槽6與壓片3的數(shù)量分配關(guān)系不局限于上面四種實(shí)例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖受壓裝置，其特征在于，包括底座(1)，壓板(2)，壓片(3)，彈簧(4)和光纖(7)，所述彈簧(4)設(shè)置于底座(1)的四角及中部的兩側(cè)，所述壓板(2)扣合在底座(1)上，壓板(2 )通過(guò)彈簧(4 )支撐；所述底座(1)中部開(kāi)有若干光纖槽(5 )，所述光纖槽(5 )底部多處成齒形或起伏形狀，在光纖槽(5)上開(kāi)有若干壓片槽(6)，光纖槽(5)和壓片槽(6)相通，所述光纖(7)安置于光纖槽(5)內(nèi)，若干壓片(3)安放于壓片槽(6)內(nèi)；在壓板(2)與底座(1)扣合時(shí)，壓板(2)施壓于壓片(3)，壓片(3)施壓于光纖(7)，光纖(7)不斷受壓，光纖(7)由于壓片(3)和光纖槽(5)底部的擠壓而產(chǎn)生微彎形變。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖受壓裝置，其特征在于，所述壓片(3)進(jìn)入壓片槽(6)的深度具有極限值，保證光纖(7)不會(huì)受壓過(guò)度而受損。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種光纖受壓裝置，包括底座，壓板，壓片、彈簧和光纖，所述底座與壓板之間由彈簧支撐；底座上開(kāi)有光纖槽和壓片槽，光纖安置于光纖槽內(nèi)，壓片安放于壓片槽內(nèi)，光纖槽和壓片槽相通；光纖槽底部成齒形或起伏形狀，在壓板與底座扣合時(shí)，壓板施壓于壓片，壓片施壓于光纖，光纖不斷受壓而產(chǎn)生微彎形變，導(dǎo)致光纖中光模式耦合，發(fā)生光泄漏，傳輸強(qiáng)度減弱；通過(guò)控制光纖槽槽形、壓片槽分布以及安放的壓片數(shù)量，可以控制傳輸光強(qiáng)的變化，在壓板卸力過(guò)程中壓片與光纖趨于松弛，光纖復(fù)原，恢復(fù)施壓前傳輸狀態(tài)，此裝置用于測(cè)試受壓型光纖微彎傳感器的工作性能，也能作為一種光纖微彎傳感器使用。
【IPC分類(lèi)】G01L1/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105403338
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510739873
【發(fā)明人】王葉
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日