專利名稱：一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，適用于光纖傳感技術(shù)、民用工程、軌道交通等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵傳感器除了具有光纖傳感器的許多優(yōu)點(diǎn)外，還有一些明顯優(yōu)于其他光纖傳感器的地方。它是作為一種光譜分離與光波長(zhǎng)選擇的器件，測(cè)量信號(hào)不受彎曲損耗、連接損耗、光源起伏和測(cè)量?jī)x器老化等因素的影響；避免了干涉型光纖傳感器相位測(cè)量模糊不清等問題；可以在一根光纖中串接多個(gè)光纖光柵，同時(shí)得到幾個(gè)測(cè)量目標(biāo)的信息，并可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量。但是，應(yīng)變與溫度對(duì)光纖光柵的作用是耦合的，光纖光柵對(duì)溫度和應(yīng)變都是敏感的，溫度的變化和應(yīng)變都能導(dǎo)致光纖光柵反射光的中心波長(zhǎng)漂移，當(dāng)光纖光柵用于傳感測(cè)量時(shí)，很難區(qū)分它們各自所引起的反射中心波長(zhǎng)的變化，產(chǎn)生交叉敏感的問題。因此，解決應(yīng)變與溫度的交叉敏感問題一直是伴隨光纖光柵傳感技術(shù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)。針對(duì)這一問題，已報(bào)道了許多解決方案，如參考光柵法，雙周期光纖布拉格光柵法，長(zhǎng)周期光纖光柵/光纖Bragg光柵融合法，不同聚合物封裝法，不同包層直徑法等，這些方法的基本思路都是基于溫度補(bǔ)償和溫度、應(yīng)變雙參數(shù)同時(shí)測(cè)量這兩種思想。這些方案有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即需要采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的光柵組合來(lái)克服交叉敏感問題，在增大了光柵制作工藝方面難度的同時(shí)也增加了成本；另外，某些方案還需要多個(gè)解調(diào)光源，極大限制了光纖光柵傳感器的工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決光纖光柵傳感中存在的溫度-應(yīng)變交叉敏感問題，提出一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感測(cè)量。本發(fā)明的技術(shù)方案—種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，該制作方法包括如下步驟步驟一將普通單模光纖進(jìn)行載氫處理，成為增敏光纖；步驟二在增敏光纖中部寫入均勻布拉格光纖光柵，寫入的均勻布拉格光纖光柵的長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 1 14cm ；步驟三將均勻布拉格光纖光柵放置在恒溫箱中進(jìn)行退火處理；步驟四將容器盛滿濃度的質(zhì)量百分比為40% 50%的氫氟酸溶液放置在輪子的下面；步驟五將退火后的均勻布拉格光纖光柵一端的增敏光纖固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子上；
步驟六將固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子上的均勻布拉格光纖光柵完全垂直放入氫氟酸溶液中，使均勻布拉格光纖光柵剛沒過氫氟酸溶液的液面，用步進(jìn)電源給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)輪子以nD/L的轉(zhuǎn)速勻速運(yùn)動(dòng)，將均勻布拉格光纖光柵從氫氟酸溶液中拉出，D為輪子的直徑，L為寫入的均勻布拉格光纖光柵的長(zhǎng)度；步驟七將拉出的均勻布拉格光纖光柵迅速用清水沖洗干凈，制成反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提出的溫度變化不敏感的光纖光柵應(yīng)變傳感器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；該應(yīng)變傳感器能分辨出應(yīng)變和溫度所分別引起的被測(cè)量的物理量的變化， 解決了交叉敏感的問題。


圖1 一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法裝置示意圖。圖2 —種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，該制作方法包括如下步驟步驟一將普通單模光纖進(jìn)行載氫處理，成為增敏光纖；步驟二在增敏光纖中部寫入均勻布拉格光纖光柵7，寫入的均勻布拉格光纖光柵 7的長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 1 14cm ；步驟三將均勻布拉格光纖光柵7放置在恒溫箱中，以120°C或150°C或120°C 150°C的任意溫度進(jìn)行退火處理；步驟四將容器5盛滿濃度的質(zhì)量百分比為40 %或50 %或40 % 50 %中間任意值的氫氟酸溶液6放置在輪子4的下面；步驟五將退火后的均勻布拉格光纖光柵7 —端的增敏光纖固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子4上；步驟六將固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子4上的均勻布拉格光纖光柵7完全垂直放入氫氟酸溶液6中，使均勻布拉格光纖光柵7剛沒過氫氟酸溶液6的液面，用步進(jìn)電源 1給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2供電，步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)輪子4以π D/L的轉(zhuǎn)速勻速運(yùn)動(dòng)，將均勻布拉格光纖光柵7從氫氟酸溶液6中拉出，D為輪子4的直徑，L為寫入的均勻布拉格光纖光柵 7的長(zhǎng)度；步驟七將拉出的均勻布拉格光纖光柵7迅速用清水沖洗干凈，制成反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器。步驟七制成的反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器沿著其軸向的截面呈錐形變化，如圖2所示。一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法使用的制作裝置，如圖 1所示。該制作裝置包括步進(jìn)電源1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器2、步進(jìn)電機(jī)3、輪子4、容器5、氫氟酸溶液6，容器5由塑料制成。上述各部分之間的連接步進(jìn)電源1與步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器2連接，步進(jìn)電機(jī)的軸與輪子4連接。本發(fā)明所使用的器件均為市售器件。
權(quán)利要求
1. 一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，其特征在于 該制作方法包括如下步驟步驟一將普通單模光纖進(jìn)行載氫處理，成為增敏光纖；步驟二在增敏光纖中部寫入均勻布拉格光纖光柵(7)，寫入的均勻布拉格光纖光柵 (7)的長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 1 14cm ；步驟三將均勻布拉格光纖光柵(7)放置在恒溫箱中進(jìn)行退火處理； 步驟四將容器( 盛滿濃度的質(zhì)量百分比為40% 50%的氫氟酸溶液(6)放置在輪子⑷的下面；步驟五將退火后的均勻布拉格光纖光柵(7) —端的增敏光纖固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子⑷上；步驟六將固定在連接在步進(jìn)電機(jī)軸上的輪子(4)上的均勻布拉格光纖光柵(7)完全垂直放入氫氟酸溶液(6)中，使均勻布拉格光纖光柵(7)剛沒過氫氟酸溶液(6)的液面，用步進(jìn)電源⑴給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器⑵供電，步進(jìn)電機(jī)⑶帶動(dòng)輪子⑷以nD/L的轉(zhuǎn)速勻速運(yùn)動(dòng)，將均勻布拉格光纖光柵(7)從氫氟酸溶液(6)中拉出，D為輪子(4)的直徑，L為寫入的均勻布拉格光纖光柵(7)的長(zhǎng)度；步驟七將拉出的均勻布拉格光纖光柵(7)迅速用清水沖洗干凈，制成反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器。
全文摘要
一種反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器的制作方法，涉及光纖傳感領(lǐng)域。解決了光纖光柵傳感中溫度-應(yīng)變交叉敏感問題。該制作方法包括將普通單模光纖進(jìn)行載氫處理，成為增敏光纖；在增敏光纖中寫入均勻布拉格光纖光柵；將均勻布拉格光纖光柵放置在恒溫箱中進(jìn)行退火處理；將容器盛滿氫氟酸溶液放置在輪子的下面；將退火后的均勻布拉格光纖光柵一端固定在輪子上；將均勻布拉格光纖光柵完全垂直放入氫氟酸溶液中，使其剛沒過氫氟酸溶液的液面，用步進(jìn)電源給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)輪子勻速運(yùn)動(dòng)，將均勻布拉格光纖光柵從氫氟酸溶液中拉出；將拉出的均勻布拉格光纖光柵迅速用清水沖洗干凈，制成反射帶寬對(duì)溫度變化不敏感的應(yīng)變傳感器。
文檔編號(hào)G01B11/16GK102445159SQ20111028695
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者周倩, 寧提綱, 許麗麗 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)