專利名稱：一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置。
背景技術(shù)：
光纖的出現(xiàn)帶來了人類通信和信息技術(shù)的革命性發(fā)展。在通信領(lǐng)域，玻璃光纖成為信息傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)。在當(dāng)前光纖到戶技術(shù)發(fā)展的背景下，塑料光纖做為短距離信息傳輸媒介成為光纖到設(shè)備以及家用光纖連接的主要信息傳輸介質(zhì)已經(jīng)得到了迅猛的發(fā)展。在光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，塑料光纖表現(xiàn)出優(yōu)于玻璃光纖的溫度、應(yīng)力響應(yīng)以及更好的柔韌性、低成本等特性，基于塑料光纖的傳感技術(shù)得到了人們的極大關(guān)注。塑料光纖傳感技術(shù)在生物、 醫(yī)學(xué)、航天、航空、機(jī)械、石化、建筑、高鐵、橋梁、國防工業(yè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。在光纖液壓傳感技術(shù)領(lǐng)域，目前幾乎所有的研究都集中在玻璃光纖的液壓傳感方面，包括基于玻璃光纖的光纖布拉格光柵液壓傳感技術(shù)、基于特種玻璃光纖的液壓傳感技術(shù)、基于玻璃光纖FP干涉的液壓傳感技術(shù)等。玻璃光纖以二氧化硅為主要材料，根據(jù)二氧化硅的特性，玻璃光纖液壓傳感可以做到很大的測量范圍(幾百兆帕)，當(dāng)時(shí)靈敏度不高。此外，對(duì)于應(yīng)用于人體內(nèi)的血壓測量等特殊場合，玻璃光纖不易彎曲，而且非常易碎，對(duì)醫(yī)療安全不利。而采用塑料光纖做為傳感介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度并避免因此折斷、易碎引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了基于一種新型的塑料光纖液壓傳感
直ο本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置，包括寬帶光源、塑料光纖耦合器、塑料光纖FP 干涉?zhèn)鞲蓄^和光譜分析儀。寬帶光源的輸出端口與塑料光纖耦合器的一個(gè)輸入端口光纖連接；塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口與塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^光纖連接，塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口和光譜分析儀的輸入端口光纖連接。所述的塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^包括空心塑料管和塑料光纖，塑料光纖固定設(shè)置在空心塑料管內(nèi)。所述的塑料光纖長度大于10厘米、光纖直徑D為100微米 500微米、芯徑d為 20微米 300微米；在塑料光纖中部開有缺口，該缺口寬度L為10微米 100微米，深度H 為70微米 300微米；滿足￡)之3 + 10// 禾日￡)-10/ 3乏//51(3 + 1))/2。所述的空心塑料管內(nèi)徑和塑料光纖外徑一致，外徑Ds為3毫米 20毫米、長度Ls 為3毫米 100毫米，塑料光纖的缺口位于該空心塑料管的中間部位。所述的寬帶光源波長為SOOnm至900nm;光譜分析儀的工作波長為SOOnm至 900nmo
3[0012]本實(shí)用新型主要適用于測量液體中的液壓，利用了塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^的干涉極大值波長隨液壓變化的特性，通過的干涉極大值波長的漂移來確定液壓數(shù)值大小，實(shí)現(xiàn)了液壓傳感。本實(shí)用新型具有不受電磁干擾、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡單、高靈敏度本、適合醫(yī)療應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^示意圖；圖3為利用本實(shí)用新型測量所得的結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置包括一個(gè)寬帶光源1、一個(gè)塑料光纖耦合器2、一個(gè)塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^3和一個(gè)光譜分析儀4。將寬帶光源1的輸出端口和塑料光纖耦合器2的一個(gè)輸入端口光纖連接；將該塑料光纖耦合器2的一個(gè)輸出端口和塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^3光纖連接，該塑料光纖耦合器 2的一個(gè)輸出端口和光譜分析儀4的輸入端口光纖連接。塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^3包括一段長度為10厘米、光纖直徑為300微米、芯徑為100微米的塑料光纖5和內(nèi)徑為300微米、外徑為10毫米、長度為20毫米的空心塑料管6。塑料光纖5經(jīng)過商用的193nm激光器加工，在中部出現(xiàn)一個(gè)缺口，缺口寬度為20微米，深度為250微米；將打出缺口的塑料光纖 5插入空心塑料管6，保持塑料光纖5的缺口在空心塑料管6的中間部位，然后將塑料光纖 5和空心塑料管6加熱固定。該檢測裝置的具體工作過程如下將塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^3置入需要測量液壓的液體環(huán)境。開啟寬帶光源，當(dāng)光注入塑料光纖的時(shí)侯，塑料光纖缺口形成FP干涉，根據(jù)FP干涉理論，當(dāng) 可以觀測到干涉的極大值，其中L為石英管中光纖兩個(gè)端面距離，A對(duì)應(yīng)干涉極大值的波長。當(dāng)施加塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^3上的液壓發(fā)生改變的時(shí)候，對(duì)應(yīng)干涉極大值的波長對(duì)應(yīng)有一個(gè)波長漂移ΔΑ，其液壓P和波長漂移ΔΑ滿足以下關(guān)系其中，
權(quán)利要求1.一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置，包括寬帶光源、塑料光纖耦合器、塑料光纖FP 干涉?zhèn)鞲蓄^和光譜分析儀，其特征在于寬帶光源的輸出端口與塑料光纖耦合器的一個(gè)輸入端口光纖連接；塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口與塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^光纖連接，塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口和光譜分析儀的輸入端口光纖連接；所述的塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^包括空心塑料管和塑料光纖，塑料光纖固定設(shè)置在空心塑料管內(nèi)；所述的塑料光纖長度大于10厘米、光纖直徑D為100微米 500微米、芯徑d為20微米 300微米；在塑料光纖中部開有缺口，該缺口寬度L為10微米 100微米，深度H為70 微米 300微米；滿足 Μ + 辦》和 -10卿>H> (d + ￡))/2 .所述的空心塑料管內(nèi)徑和塑料光纖外徑一致，外徑Ds為3毫米 20毫米、長度Ls為 3毫米 100毫米，塑料光纖的缺口位于該空心塑料管的中間部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置，其特征在于所述的寬帶光源波長為800nm至900nm ；光譜分析儀的工作波長為800nm至900nm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型的塑料光纖液壓傳感裝置。目前裝置靈敏度不高。本實(shí)用新型包括寬帶光源、塑料光纖耦合器、塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^和光譜分析儀。寬帶光源的輸出端口與塑料光纖耦合器的一個(gè)輸入端口光纖連接；塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口與塑料光纖FP干涉?zhèn)鞲蓄^光纖連接，塑料光纖耦合器的一個(gè)輸出端口和光譜分析儀的輸入端口光纖連接。本實(shí)用新型具有不受電磁干擾、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、制作工藝簡單、高靈敏度、適合醫(yī)療應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L11/02GK202329911SQ201120391699
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者吳根柱, 姜小剛, 彭保進(jìn), 陳達(dá)如 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)