本發(fā)明提供一種彎曲傳感器，尤其涉及一種光纖彎曲傳感器。

背景技術(shù)：

光纖彎曲傳感器是工程領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最成熟的光纖傳感器之一。光纖彎曲傳感器作為一種新型的彎曲傳感器技術(shù)，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、耐腐蝕、質(zhì)量輕和體積小等優(yōu)點(diǎn)，近年來引起了人們極大的興趣。在石油、能源、醫(yī)藥、航空、核工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，對于保障大型設(shè)施安全、防止惡性和災(zāi)難性事故發(fā)生具有非常重要的意義。

比如公開號為CN 106917343 A，專利名稱為一種帶空氣間隙的光纖彎曲傳感器及彎曲測量方法的中國發(fā)明專利，公開了一種帶空氣間隙的光纖彎曲傳感器，其采用單模階躍光纖，并在光纖的上部開設(shè)一個(gè)一定寬度和深度的間隙，構(gòu)成帶空氣間隙的光纖彎曲傳感器，將帶空氣間隙的光纖彎曲傳感器粘貼在測量結(jié)構(gòu)上，開口端向外側(cè)，當(dāng)光纖跟隨測量結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲時(shí)，隨著彎曲角度的變化，通過這個(gè)空氣間隙的光強(qiáng)也發(fā)生變化，通過測量通過空氣間隙的光強(qiáng)衰減得到測量結(jié)構(gòu)的彎曲半徑。其可以直接測量光強(qiáng)，不需要昂貴的光譜分析儀等設(shè)備，同時(shí)提高了測量靈敏度。存在的缺點(diǎn)是：彎曲角度過大時(shí)光纖上部的間隙易斷裂，而且空氣中的雜散光極易對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。

再比如公開號為CN 203785642A，專利名稱為一種基于花生型結(jié)構(gòu)的全光纖彎曲傳感器的中國發(fā)明專利，公開了一種基于花生型結(jié)構(gòu)的全光纖彎曲傳感器，其將布拉格光纖光柵充當(dāng)反射鏡，與花生型結(jié)構(gòu)模塊構(gòu)成傳感器的傳感頭，利用彎曲只對包層模功率產(chǎn)生影響且包層模功率與彎曲曲率成線性關(guān)系，通過測得包層模功率實(shí)現(xiàn)彎曲測量。其具有測量范圍大、耐腐蝕、結(jié)構(gòu)簡單、溫度不敏感等優(yōu)點(diǎn)。存在的缺點(diǎn)是：花生結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要特定的參數(shù)設(shè)計(jì)，制作不易，而且布拉格光纖光柵比長周期光纖光柵的靈敏度較低，刻蝕布拉格光纖光柵比長周期光纖光柵的工藝復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于長周期光纖光柵的彎曲傳感器，采用長周期光纖光柵且光柵結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)，有效的提高傳感器的靈敏度，有效的減少了偏振相關(guān)損耗；采用粘彈性的石墨烯聚合物納米復(fù)合材料G-Putty，進(jìn)一步提高傳感器的靈敏度，且有效的保護(hù)了光柵結(jié)構(gòu)，使長周期光纖光柵在測量過程中不易被破壞。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案：一種基于長周期光纖光柵的彎曲傳感器，包括：寬帶光源1，單模光纖，長周期光纖光柵3，光電探測器5；所述的單模光纖包括第一單模光纖2和第二單模光纖4，所述的寬帶光源1通過第一單模光纖2連接到長周期光纖光柵3，所述的光電探測器5通過第二單模光纖4連接到長周期光纖光柵3；其特征在于，所述的長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)9為螺旋結(jié)構(gòu)。

所述的長周期光纖光柵3的表面涂覆有粘彈性的石墨烯聚合物納米復(fù)合材料G-Putty8，其厚度為2mm。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1采用長周期光纖光柵作為傳感器，相較于普通的布拉格光纖光柵傳感器，其有效提高了傳感器的靈敏度，且長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)，有效的減少了偏振相關(guān)損耗。

2長周期光纖光柵的表面涂覆有厚度為2mm的粘彈性的石墨烯聚合物納米復(fù)合材料G-Putty，進(jìn)一步提高了傳感器的靈敏度的同時(shí)有效保護(hù)了光柵結(jié)構(gòu)，延長了使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)裝置圖；

圖2為本實(shí)用新型的長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1為寬帶光源，2為第一單模光纖，3為長周期光纖光柵，4為第二單模光纖，5為光電探測器，6為光纖包層，7為光纖纖芯，8為粘彈性的石墨烯聚合物納米復(fù)合材料G-Putty，9為長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2中，一種基于長周期光纖光柵的彎曲傳感器，包括：寬帶光源1，單模光纖，長周期光纖光柵3，光電探測器5；所述的單模光纖包括第一單模光纖2和第二單模光纖4，所述的寬帶光源1通過第一單模光纖2連接到長周期光纖光柵3，所述的光電探測器5通過第二單模光纖4連接到長周期光纖光柵3；所述的長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)9為螺旋結(jié)構(gòu)。

一種基于長周期光纖光柵的彎曲傳感器的工作過程：寬帶光源1的波長范圍長度為1450nm～1650nm，長周期光纖光柵3的周期為550μm，螺距為1290μm，螺旋圈數(shù)為10圈。粘彈性的石墨烯聚合物納米復(fù)合材料G-Putty8采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法涂覆于長周期光纖光柵的柵區(qū)結(jié)構(gòu)9表面。寬帶光源1通過第一單模光纖2連接到長周期光纖光柵3，光電探測器5通過第二單模光纖4連接到長周期光纖光柵3。當(dāng)待測物體發(fā)生了彎曲，光源發(fā)出的光通過長周期光纖光柵3，進(jìn)入光電探測器5進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)據(jù)信息，即可對待測物的彎曲情況進(jìn)行定量監(jiān)測。