一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，包括三根保偏光子晶體光纖和基底材料，所述保偏光子晶體光纖為經(jīng)多次彎曲折疊后的保偏光子晶體光纖，三根所述保偏光子晶體光纖的一面與所述基底材料粘接，另一面與緩沖墊層接觸，相鄰兩根所述保偏光子晶體光纖的中心線之間夾角為45°。本發(fā)明采用了保偏光子晶體光纖，利用其體積小、易彎曲、靈敏度高、抗溫度干擾、抗電磁干擾和輻射、本質(zhì)安全等優(yōu)勢，解決了目前的壓力傳感器不能測量狹小空間內(nèi)不規(guī)則平面的問題。
【專利說明】—種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)是指具有幾種不同材質(zhì)及不規(guī)則幾何形狀的部件組合在一起的緊密結(jié)構(gòu)，部件間間隙只有幾百微米，在某些應(yīng)力集中的地方夾一層如海綿橡膠、膠帶等緩沖墊層材料，形成的一種特殊的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)裝配時在外部施加一個預(yù)緊力，此預(yù)緊力傳遞到內(nèi)部組件上形成壓力，用于防止其部組件出現(xiàn)滑移、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等現(xiàn)象，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)件性能下降，并且預(yù)緊結(jié)構(gòu)部組件上下件之間間隙小，普通壓力傳感器無法安裝和測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，包括三根保偏光子晶體光纖和基底材料，所述保偏光子晶體光纖為經(jīng)多次彎曲折疊后的保偏光子晶體光纖，三根所述保偏光子晶體光纖的一面與所述基底材料粘接，另一面與緩沖墊層接觸，相鄰兩根所述保偏光子晶體光纖的中心線之間夾角為45°。
[0006]具體地，所述保偏光子晶體光纖包括光子晶體纖芯、包層和緩沖涂覆層，所述緩沖涂覆層內(nèi)包覆有所述包層，所述包層內(nèi)包覆有所述光子晶體纖芯。
[0007]具體地，所述包層和所述光子晶體纖芯內(nèi)設(shè)置有多個通孔。
[0008]作為優(yōu)選，所述基底材料采用聚四氟乙烯薄膜基底、紙基底或金屬基底。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
[0010]本發(fā)明一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，采用了保偏光子晶體光纖，利用其體積小、易彎曲、靈敏度高、抗溫度干擾、抗電磁干擾和輻射、本質(zhì)安全等優(yōu)勢，解決了目前的壓力傳感器不能測量狹小空間內(nèi)不規(guī)則平面的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明所述保偏光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)詳圖；
[0014]圖4是本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1_保偏光子晶體光纖，2-基底材料，3-預(yù)緊結(jié)構(gòu)上件，4-緩沖墊層，5-預(yù)緊結(jié)構(gòu)下件，6-光子晶體纖芯，7-包層，8-緩沖涂覆層?！揪唧w實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0017]如圖1和圖3所示，本發(fā)明一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，包括三根保偏光子晶體光纖I和基底材料2，保偏光子晶體光纖I為經(jīng)多次彎曲折疊后的保偏光子晶體光纖1，三根所述保偏光子晶體光纖I的一面與所述基底材料2粘接，另一面與緩沖墊層4接觸，緩沖墊層4上部為預(yù)緊結(jié)構(gòu)上件3，基底材料2的下部為預(yù)緊結(jié)構(gòu)下件5，相鄰兩根保偏光子晶體光纖I的中心線之間夾角為45°，從而獲得0°、45°和90°三個軸向的壓力信息。
[0018]如圖2所示，保偏光子晶體光纖I包括光子晶體纖芯6、包層7和緩沖涂覆層8，緩沖涂覆層8內(nèi)包覆有包層7，包層7內(nèi)包覆有光子晶體纖芯6。包層7和光子晶體纖芯6內(nèi)設(shè)置有多個通孔。
[0019]作為優(yōu)選，基底材料2 —般選用聚四氟乙烯薄膜作為基底材料，也可采用紙基底、金屬基底等。
[0020]如圖4所示，為本發(fā)明的另一種實施例:多根未經(jīng)彎曲折疊的保偏光子晶體光纖I相互平行粘結(jié)在基底材料2上，另外多根未經(jīng)彎曲折疊的保偏光子晶體光纖I之間相互平行，且與粘結(jié)在基底材料2上的多根未經(jīng)折疊的保偏光子晶體光纖I相互垂直并接觸，組成傳感網(wǎng)絡(luò)。
[0021]在本發(fā)明中，采用光纖熔接方法即可簡單地將保偏光子晶體光纖I和普通傳輸光纖連接，便于傳感器探頭與其他設(shè)備連接?；撞牧?是將保偏光子晶體光纖I固定在其下一面的中間介質(zhì)，可以使用兩面帶面膠的薄膜材料，也可使用兩面帶靜電的薄膜材料。
[0022]本發(fā)明傳感器的傳感原理是由高折射率保偏光子晶體光纖I組成Sagnac環(huán)，當(dāng)其橫向受壓時，在光纖截面內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，根據(jù)彈光效應(yīng)等效至x、y兩個主方向上的應(yīng)力，會導(dǎo)致光纖中對應(yīng)方向折射率!^、!^變化，從而改變其雙折射率，導(dǎo)致Sagnac環(huán)中透射干涉譜相位變化，使得干涉谷值尖峰會向某一方向移動，通過標(biāo)定尋找到波長值移動與壓力的對應(yīng)關(guān)系，即可以實現(xiàn)對壓力的測量。
[0023]當(dāng)對其施加預(yù)緊力時，保偏光子晶體光纖I受到橫向壓力，在保偏光子晶體光纖I截面內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致保偏光子晶體光纖I中對應(yīng)方向折射率變化，導(dǎo)致Sagnac環(huán)中透射干涉譜相位變化，從而可以獲知橫向壓力的大小。
[0024]本發(fā)明傳感器能夠根據(jù)測量對象的特殊性，還可以設(shè)計成平行多柵光纖傳感器及各種角度的多軸壓力傳感器來感知不同軸向的壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，其特征在于:包括三根保偏光子晶體光纖和基底材料，所述保偏光子晶體光纖為經(jīng)多次彎曲折疊后的保偏光子晶體光纖，三根所述保偏光子晶體光纖的一面與所述基底材料粘接，另一面與緩沖墊層接觸，相鄰兩根所述保偏光子晶體光纖的中心線之間夾角為45°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，其特征在于:所述保偏光子晶體光纖包括光子晶體纖芯、包層和緩沖涂覆層，所述緩沖涂覆層內(nèi)包覆有所述包層，所述包層內(nèi)包覆有所述光子晶體纖芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，其特征在于:所述包層和所述光子晶體纖芯內(nèi)設(shè)置有多個通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)緊組合結(jié)構(gòu)內(nèi)微間隙層間光子晶體光纖壓力傳感器，其特征在于:所述基底材料采用聚四氟乙烯薄膜基底、紙基底或金屬基底。
【文檔編號】G01L1/24GK103471761SQ201310432704
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張毅, 莊志, 陳穎, 史平安, 馮加權(quán), 閉治躍, 薛江 申請人:中國工程物理研究院總體工程研究所