專利名稱：光纖壓力傳感器(及變型)和制作柔性反射膜片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用光學裝置對流體靜壓力和/或快速變化壓力進行的測量。
常規(guī)的光纖壓力傳感器包括毛細管和安裝在毛細管一端的膜片，光纖沿毛細管的軸向安裝在該毛細管中[G.He,F.W.Cuomo,A.J.Zuckerwar.“用于光纖壓力傳感器的膜片尺寸和靈敏度”,Proc.SPIE,1991,1584卷，152-156頁]。在該光纖傳感器中，用于測量膜片偏移的光信號施加到一個芯直徑50μm、包層直徑120μm的多模態(tài)傳輸光纖，從壓力偏移膜片反射的光被六個類似的多模態(tài)光纖收集，這些光纖圍繞該傳輸光纖并形成具有致密均勻的光纖填充物的束。傳感器的感測件是一個厚25.4μm的鍍有聚酯薄膜的膜片，這不利于傳感器的高頻率特性。
這種傳感器的缺點是由于使用了多模態(tài)光纖，而使其靈敏度不高。這些多模態(tài)光纖阻礙形成測量壓力用的干涉儀，并且當收集由膜片反射的光時，在沒有緊密靠近光場的光纖芯中產(chǎn)生非常大的光損，而且，輸出信號部分密切依賴于膜片尺寸和光纖束端部與膜片之間的距離。上述的壓力傳感器基本上是一個具有低的膜片變形-光信號轉(zhuǎn)換傳導性的模擬器件。
最相關(guān)的已有技術(shù)是一個包含毛細管的常規(guī)光纖壓力傳感器，在毛細管中裝設(shè)的單模態(tài)態(tài)光纖能沿毛細管軸向移動[K.A.Murphy,M.F.Gunter,A.Wang,R.O.Claus,A.M.Vengsarkar.“非本征Fabry-Perot光纖傳感器”，第8屆光纖傳感器大會，1992年1月29-31日，Monterey,CA Conf.Proc.,193-196頁]。這種干涉儀傳感器基于低Q-因數(shù)的Fabry-Perot干涉儀，該干涉儀由具有4％單模態(tài)態(tài)光纖菲涅耳反射的破碎端面和用環(huán)氧樹脂固定在玻璃毛細管內(nèi)的多模態(tài)光纖的端面形成的。該傳感器對改變端面之間間隔(腔長度)的壓力變化產(chǎn)生正弦波干涉響應，并顯示出高的壓力-腔長度(以及相應的傳感器輸出的)轉(zhuǎn)換傳導特性。
上述傳感器的缺點是，由于用作可動反射鏡的多模態(tài)光纖段在結(jié)構(gòu)上被固定，所以傳感器不能高精度地檢測氣體或液體的壓力，并且也沒有解決將多模態(tài)光纖連接到膜片和膜片配置本身的問題。
本發(fā)明的目的是改進壓力傳感器的靈敏度，增大其動態(tài)范圍，并提高它的溫度和振動穩(wěn)定性。
上述目的可基于以下事實而實現(xiàn)，在壓力傳感器的第一變型中，干涉儀的可動反射鏡是金屬的或鍍金屬的柔性膜片，柔性膜片的直徑明顯地大于光纖外徑，這可以在膜片中心處大于激光輻射波長的數(shù)量級范圍內(nèi)，提供精確的位移，并增大壓力測量的動態(tài)范圍；在壓力傳感器的第二變型中，柔性膜片是帶有粘貼在膜片中的短長度多模態(tài)光纖的有機硅聚合物，該多模態(tài)光纖段具有扁平的端面、并用作測量干涉儀的可動反射鏡。另外，還提供了一個制作用于高靈敏度傳感器的具有內(nèi)粘接光纖段的柔性膜片的方法。
包括設(shè)備的各種變型和用于制作設(shè)備部件的方法的本發(fā)明統(tǒng)一于一個單一的發(fā)明構(gòu)思。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體說明，將使本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點變得更加清楚。在附圖中

圖1和2是光纖壓力傳感器的變型；圖3是壓力傳感器測量系統(tǒng)的框圖；圖4是傳感器對壓力變化ΔP的干涉響應圖；圖5是在模擬和數(shù)字測量中基于壓力傳感器的校準圖；圖6是壓力傳感器制作過程的基本步驟圖。
參看附圖，用于根據(jù)膜片的小振幅位移來測量高頻壓力變化的光纖傳感器(圖1)包括單模態(tài)光纖1、毛細管2、第二毛細管3、柔性膜片4、環(huán)氧接合部5、和由光纖1的端面7與膜片4構(gòu)成的Fabry-Perot干涉儀6。
能夠以更高靈敏度測量壓力的光纖傳感器(圖2)包括單模態(tài)光纖1、毛細管2、第二毛細管3、柔性膜片8、帶有反射端面10的多模態(tài)光纖段9、環(huán)氧接合部5、和由光纖1和9的相應端面7和10構(gòu)成的Fabry-Perot干涉儀6。
在壓力傳感器中(圖2)，毛細管2的內(nèi)徑比多模態(tài)光纖段9的外徑大20-30μm，以允許光纖段9沿縱向自由位移。光纖段9的另一端與單模態(tài)光纖7的內(nèi)粘接端軸對稱地內(nèi)粘接到柔性聚合物膜片8中心，使得干涉儀能夠精確測量腔長度的變化、進而精確測量壓力P的變化。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的、用于測量0.5-1.5atm范圍內(nèi)流體靜壓力的靈敏的防干擾光纖傳感器，具有兩個測量標定標度靈敏度為0.01atm的模擬標度、和分辯率及最小靈敏度為10-4atm的高靈敏干涉儀標度。使用測量腔長度的光學方法和探測光的激光源能夠改善靈敏度、提高壓力傳感器的溫度和振動穩(wěn)定性、并使傳感器基本上完全不受電磁干擾的影響，該壓力測量方法是不連續(xù)的(persistence-free)。
壓力傳感器(圖2)是在單模態(tài)光纖1端部的低Q-因數(shù)Fabry-Perot腔/干擾儀6，在二氧化硅玻璃/空氣界面進行4％菲涅耳反射。腔的另一個可動反射鏡是短(1-3mm)光纖段9的端面10，短光纖段9具有小的慣性質(zhì)量、并內(nèi)粘接到直徑為500-700μm的柔性膜片8的中心，柔性膜片8在第二毛細管3內(nèi)緊密封閉一個小的空氣體積(1-3mm3)，外徑為0.5-0.9mm。形成Fabry-Perot腔6的光纖1和9的端面7和10以大約50μm的間隙設(shè)置在內(nèi)徑為145-170μm的毛細管2的內(nèi)部。這使嚴格設(shè)置在中心的可動光纖段9基本無摩擦地沿軸向自由移動，因此，在橫向的機械振動的情況下，能夠提供干涉儀6的不變的幾何形狀和振幅。柔性膜片8的材料的小慣性質(zhì)量和內(nèi)粘接的短光纖段9針對縱向加速度產(chǎn)生的慣性力，提供了非常大的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而且沿橫向，加速度力不破壞干擾儀6的幾何形狀，并且基本上不影響壓力傳感器的工作。石英毛細管2和3的高熱阻(線性膨脹系數(shù)小于10-61/℃)和毛細管內(nèi)的小體積空氣可增大傳感器在溫度變化下指示和標定的穩(wěn)定性。計算和實驗表明，本發(fā)明傳感器的溫度穩(wěn)定值是ΔP/ΔT≈0.001 atm/℃。將作為干線光纖的光纖1的端面7反射的單模態(tài)輻射與從可動光纖段9的端面10簡單反射并返回輸入到光纖1的、相同幾何形狀的光進行組合(干涉)，產(chǎn)生了干涉儀信號，這時，由于干涉儀6的腔由具有4％菲涅耳反射的光纖1和9的破碎端面7和9形成，因此，在長光纖1端部產(chǎn)生了傳感器工作時的正弦波干涉響應的再現(xiàn)性。
當壓力作用在柔性膜片8上時，其變形值被(轉(zhuǎn)變)轉(zhuǎn)換成干涉儀6的腔長度L的變化。長度L是光纖1和9的端面7和10之間的距離。該長度變化由干涉儀6正弦波響應的相位和/振幅來測定。
I=I0(1+sinφ)，這里，拍頻波形相位φ=4πL/λ,λ是測量系統(tǒng)中(圖3)激光源11的工作波長。激光源11可以是帶有輸出光纖12的激光器組件。圖3還示出了方向性的X或Y型耦合器13，以將激光源11的光輸入到單模態(tài)光纖1、并將光輸出到光檢測器14和壓力傳感器的干涉儀6。除了上述的部件之外，壓力傳感器測量系統(tǒng)(圖3)還包括激光激勵/調(diào)制系統(tǒng)(未示出)、(如果需要的話)內(nèi)部光隔離器、前置放大器和可向記錄設(shè)備(記錄器，計算機)輸出的處理電路(在簡單的情況下，為解調(diào)器或相位檢測器)。由于通常用于精確測量的是超模態(tài)激光器，而超模態(tài)激光器的輻射頻譜會因組合腔作用所產(chǎn)生的返回光而變形，因此組件中必需使用光隔離器。測量系統(tǒng)中的正弦波形在光檢測器14中產(chǎn)生，光檢測器14中的光電二極管(鍺，硅或四組件光電二極管)用作從腔端面反射的二個光場的全光場的平均率檢波器。
用于傳感器干涉響應的公式從已知的Eiry函數(shù)得出，同時在這個例子中設(shè)定腔反射鏡的次反射系數(shù)值R=0.04＜＜1。
測量壓力P正比于腔長度變化ΔL，所以可根據(jù)干涉響應相位變化Δφ，按適當?shù)捻憫獦硕ù_定測量壓力PP～ΔL=λΔφ/4π一旦在標定過程中建立了可基于校準過程中建立了比例系數(shù)或設(shè)備函數(shù)，上述表示腔長度與相位變化之間簡單(線性)關(guān)系的公式就能夠用于絕對壓力測量。目前已經(jīng)很好地實現(xiàn)了正弦波形的相位測量，并且可在對寄生和其它相關(guān)物理影響(溫度等)進行充分隔離的前提下設(shè)計出精密的計量儀器。本發(fā)明的壓力傳感器(圖2)由于尺寸小、重量輕而且在結(jié)構(gòu)上不采用金屬，而能夠設(shè)計成這樣的儀器。本發(fā)明壓力傳感器(圖1和2)上述質(zhì)和量的特征的組合與常規(guī)傳感器設(shè)計不同。通過改變膜片8的柔性、尺寸和材料，技術(shù)人員可以設(shè)計出具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的傳感器，這些傳感器會具有對于各種應用(例如在10-4atm-10-100atm范圍或更大范圍測量壓力)來說最佳化的特性。
由于傳感器結(jié)構(gòu)(圖2)中測量Fabry-Peror腔的原長度較小(約50μm)，所以輻射源11可以是輻射帶寬Δλ=2-3nm(輻射相干長度不小于1mm)的0.8-1.6μm范圍的普通半導體激光器、或是具有窄發(fā)生頻譜(帶寬＜10-3nm，輻射相干長度是1-10m)的ROS激光器。后一種激光器最好在測量壓力分辯率有嚴格要求、或必需測量小的絕對壓力值時使用，該激光器要求精密的維護和測量系統(tǒng)中傳感器相干響應相位的測量。
圖4表示典型的壓力傳感器響應(示出的響應區(qū)在約1atm壓力的±0.1atm范圍內(nèi))。在從0.5atm-1.5atm的測量壓力范圍內(nèi)，觀察到60個信號拍，基于壓力的周期數(shù)N的關(guān)系曲線在0.5atm-1.5atm中的壓力變化基本上是線性的(圖5)。在光檢測器14輸出端，一個信號變化周期對應著干涉儀6的腔長度變化，更精確地講2ΔL，為工作波長值，在本例中λ=1.5μm。在這個壓力變化范圍內(nèi)，膜片8的全部彎曲是ΔL=60λ/2=30λ=45λm。N(ΔP)關(guān)系曲線直線性表示膜片8在彈性極限內(nèi)工作，并且顯示中沒有看到延遲和滯后。該測量結(jié)果和傳感器響應是完全可以重復的。N(ΔP)關(guān)系曲線是這個傳感器的標定關(guān)系曲線。簡單地數(shù)周期數(shù)就可以確定壓力，每個周期的分辯率為ΔP/ΔT≈1/60=0.017atm的。當以對周期數(shù)計數(shù)模式操作時，壓力傳感器是數(shù)字式(或準數(shù)字式)測量儀器，它在一些應用中具有突出的優(yōu)點。
圖4還表示傳感器正弦波響應的包絡線以模擬形式構(gòu)成第二標定曲線(圖5所示)，其形狀同從光纖9可動端面10所反射的光的輸出效率與端面7和10之間距離間的關(guān)系相關(guān)；隨著壓力的增加，端面7和10接近，干涉儀7腔體變短、且干涉信號振幅增加。振幅增加表明壓力增加，當以數(shù)字模式操作時，這一事實可用于建立壓力變化標志。最后，干涉儀操作點可選在正弦波響應中心(圖4)，這時，傳感器(圖2)和系統(tǒng)(圖3)利用很大的轉(zhuǎn)換傳導性能可在感測小壓力變化的條件下工作。實驗表明，在這種情況下，能夠很容易地實現(xiàn)最小ΔPmin≈10-4atm水平的壓力靈敏度/分辯率。這個數(shù)值取決于記錄設(shè)備的噪聲狀況，通過適當?shù)剡x擇處理方法可將該數(shù)值增加1-2個數(shù)量級的幅度。
為了制作壓力傳感器(圖2)，在開始階段，將長3-5mm的毛細管2和3在位置5處用環(huán)氧樹脂接合起來，沿光軸有1-2mm的不同心度。這構(gòu)成了傳感器外殼。在第二階段，利用XYZ三軸工作臺在徑向以0.5-1mm的深度將多模態(tài)光纖9的端面10插入第一毛細管2，使光纖9不接觸毛細管2的內(nèi)壁、并位于毛細管的軸線上。在第三階段，將少量聚合液15添加到插有光纖9的毛細管3端面的側(cè)面、以浸潤光纖9和毛細管3端面。之后，立即用干纖維段或細絲除去多余的液體15。由于制成毛細管3和光纖9的硅玻璃的良好的浸潤性，液體15被引入毛細管3，聚合液體15形成彎月面，該彎月面自動地將光纖9設(shè)置在毛細管3的中心，并形成柔性膜片8。一旦液體15聚合，光纖9的伸出端被切去。在第四階段，具有從端面7具有4％菲涅耳反射的單模態(tài)光纖1以0.5mm的深度插入毛細管2。之后，用環(huán)氧樹脂在位置5浸潤光纖1，并將光纖1插向多模態(tài)光纖9。基于所需的壓力測量范圍和膜片8的柔性，在光纖1和9的端面7與10之間建立30-300μm的間隙。通過在制作處理中改變膜片8的厚度或選擇適當?shù)木酆衔铮墒鼓て?的柔性在某一限定范圍內(nèi)變化。壓力傳感器靈敏度的再現(xiàn)性(圖2)由在最薄位置處厚度為0.2-0.5mm的膜片的再現(xiàn)性決定。這種壓力傳感器的特征，包括內(nèi)接合到膜片8的短多模態(tài)光纖段9，保證了不論膜片8的形狀如何，均能將其變形轉(zhuǎn)換成毛細管2內(nèi)干涉儀6的光學腔長度的變化。重要的只是膜片柔性和在聚合物仍是液體時由表面張力提供的軸對稱形狀。
壓力傳感器(圖2)的再一個特性限定其響應速度。由于可動光纖段9插入內(nèi)徑僅比光纖9外徑(125μm)大20-30μm的毛細管2中，當它快速運動時(泵吸作用)，空氣會阻礙光纖9的運動，這將限制它的位移。傳感器干涉響應與外壓力變化頻率之間關(guān)系的測量表明，傳感器的頻率范圍被限制在600-700Hz范圍內(nèi)。因此，傳感器(圖2)被看作一個較低頻率的、適于測量流體靜壓力或慢速變化的壓力的傳感器。當平滑的壓力變化伴隨有渦流和湍流，以及應該能夠被傳感器(圖1)檢測到的高頻聲音信號時，傳感器的這些性能可以是很有用的。
實例數(shù)據(jù)證明，腔長度軸向變化2ΔL的值為λ=1.5μm時，會產(chǎn)生一個干涉響應變化周期，該周期對于著一個大約0.01atm的測量壓力變化ΔP，按拍周期的分辯率不低于δP=10-4atm。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可知，這種測量激光系統(tǒng)(圖3)能夠感測幅值為δL=λδP/ΔP≈10nm的膜片8和可動光纖9的端面10的最小絕對位移。
為了制作壓力傳感器(圖1)，單模態(tài)光纖1固定在毛細管2中，使其端面7伸出約1mm，用環(huán)氧樹脂將厚度10μm的鋁箔制成的膜片4安裝到毛細管3端面，以密封1-2mm3的內(nèi)部體積。由于鋁箔的高反射系數(shù)(R≈0.95)，所以單模態(tài)光纖的端面7與膜片4平面之間的間隙能夠增加到100-200μm，以平衡光檢測器14(圖3)干涉信號的強度并得到正弦波干涉響應，而不會犧牲傳感器測量系統(tǒng)的光效率。由于鋁膜片的良好柔性和它的小厚度和直徑(＜1mm)，壓力傳感器(圖1)顯示出高頻特性，并能測量上限頻率高達100kHz的壓力變化。顯然，由于單模態(tài)光纖1的端面7與膜片4之間的原有間隙較大，因此傳感器(圖1)的動態(tài)范圍比傳感器第二變型(圖2)的動態(tài)范圍寬。
壓力傳感器(圖2)的實驗數(shù)據(jù)已經(jīng)得到(圖4和5)，其中，硅玻璃毛細管3的長度是3mm、外徑是1mm、內(nèi)徑是0.7mm。硅玻璃毛細管2的長度是3mm、外徑是700μm、內(nèi)徑是145μm。毛細管2以1-2mm的深度插入第二毛細管3。光纖1和9的外徑是125μm。光纖9以0.5mm的深度插入毛細管2。柔性膜片8由有機硅聚合物構(gòu)成。其厚度在窄的部分是0.3-0.5mm。光纖1和9的端面7與10之間的距離是50μm。光纖段9從膜片伸出1mm。
本測量系統(tǒng)中的輻射源11(圖3)是具有輸出光纖12的激光器組件，該組件為波長1.5μm和輻射帶寬Δλ≈10-4nm的超模態(tài)半導體ROS-激光器。為了將激光源11的光輸入到單模態(tài)光纖1、并將光輸出到光檢測器14，使用定向的Y型耦合器13。光檢測器是PD-10G型鍺光電二極管。
本發(fā)明適用于飛機和小航天器的氣動力學研究、并可應用于包括小力微型夾持的機器人工程學、遠距離壓力監(jiān)測(在油井、管道、汽缸內(nèi))、醫(yī)藥醫(yī)療和生物學研究、水生學、安全系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1．一種光纖壓力傳感器，包括Fabry-Perot干涉儀，F(xiàn)abry-Perot干涉儀的一個反射表面是一個單模態(tài)光纖的端面，該單模態(tài)光纖沿一個毛細管的軸線安裝并固定在所述毛細管中，其特征在于，該傳感器還包括一個第二毛細管和安裝到所述第二毛細管一個端面的柔性膜片，所述膜片的一個表面形成Fabry-Perot干涉儀的第二反射表面，所述毛細管沿所述第二毛細管的軸線安裝并固定在所述第二毛細管的另一端面?zhèn)取?br> 2．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述毛細管由硅玻璃構(gòu)成。
3．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述柔性膜片是金屬箔或鍍金屬的聚合物膜。
4．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述柔性膜片的厚度不小于10μm。
5．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述毛細管的內(nèi)徑比所述光纖直徑大0.8-4％。
6．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述第二毛細管內(nèi)表面與所述毛細管外表面之間的間隙是5-20μm。
7．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述第二毛細管插入所述毛細管的深度為1-2mm。
8．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述兩種毛細管的長度是2-4mm。
9．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，所述光纖的一端伸出所述第二毛細管的長度為0.5-1mm。
10．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，F(xiàn)abry-Perot干涉儀反射表面之間的距離是10-1000μm。
11．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，用環(huán)氧樹脂將所述第二毛細管固定在所述毛細管中。
12．如權(quán)利要求1的傳感器，其特征在于，用環(huán)氧樹脂將所述光纖固定在所述毛細管中。
13．一種光纖壓力傳感器，包括Fabry-Perot干涉儀，F(xiàn)abry-Perot干涉儀的反射表面由光纖的端面形成，其中的一個光纖是單模態(tài)光纖，該光纖的兩端部沿一個毛細管的軸線設(shè)置，其特征在于，所述傳感器還包括一個第二毛細管和一個柔性膜片，一個第二光纖段固定在所述柔性膜片中，而所述柔性膜片安裝在所述第二毛細管一個端面?zhèn)?，所述毛細管沿著所述第二毛細管的軸線安裝并固定在所述第二毛細管的另一端面?zhèn)取?br> 14．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述毛細管由硅玻璃構(gòu)成。
15．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述柔性膜片由有機硅彈性材料構(gòu)成。
16．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述柔性膜片的厚度是100-400μm。
17．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述毛細管的內(nèi)徑比所述光纖的直徑大10-40％。
18．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述第二毛細管的內(nèi)表面與所述毛細管的外表面之間的間隙是5-20μm。
19．如權(quán)利要求13的傳感器，其中，所述毛細管插入所述第二毛細管的深度為1-3mm。
20．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述兩種毛細管的長度是2-4mm。
21．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述第一光纖的一端插入所述毛細管的長度為300-500mm。
22．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述第一光纖的一端插入所述毛細管的長度為250-400mm。
23．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，光纖端面之間的距離是30-100μm。
24．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，所述第一毛細管內(nèi)的自由體積內(nèi)充有氣態(tài)物質(zhì)。
25．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，用環(huán)氧樹脂將所述毛細管固定在所述第二毛細管中。
26．如權(quán)利要求13的傳感器，其特征在于，用環(huán)氧樹脂將所述第一光纖固定在所述毛細管中。
27．一種制作柔性膜片的方法，包括將一個膜片安裝到一個第二毛細管的端面，其特征在于，將一個光纖段插入一個毛細管，之后將聚合液體輸入所述毛細管的一端面?zhèn)葍?nèi)，浸潤所述毛細管的所述端面和所述光纖，所述液體數(shù)量足以在所述第二毛細管的內(nèi)表面和所述光纖段上形成彎月面，并且所述液體薄膜緊密地封閉所述第二毛細管的整個所述端面。
28．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，將一段多模態(tài)光纖插入所述毛細管。
29．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所述光纖段的一端以一間隙插入所述毛細管，所述毛細管在與所述第二毛細管插入所述光纖的一側(cè)相反的一側(cè)，插入所述第二毛細管。
30．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所述的聚合液體是有機硅化合物，該化合物聚合時形成柔性的、類似橡膠的膜。
31．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所述的聚合液體是硅酮橡膠、氣密封劑或水密封劑。
32．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所述毛細管的內(nèi)徑比插入其內(nèi)的所述光纖直徑大8-36％。
33．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，在輸入聚合液體后立即用干光纖段或細絲除去多余的聚合液體。
34．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，所述液體聚合后，切去從所述毛細管伸出的光纖端部。
35．如權(quán)利要求27的方法，其特征在于，插入所述毛細管的光纖端面是經(jīng)刻劃后沿所述光纖軸線進行延伸而裂開然后破碎而制成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用光學系統(tǒng)進行壓力測量的技術(shù)領(lǐng)域,并可以用在醫(yī)藥等領(lǐng)域。本發(fā)明的壓力傳感器包括Fabry－Perot諧振子干涉儀。該干涉儀設(shè)置在具有4%菲涅耳反射的單模態(tài)光纖的一個端面上。諧振子的可動反射鏡由安裝在一個毛細管端面的彈性膜片構(gòu)成。這個反射鏡也可以由光纖段的端面構(gòu)成。其中,所述光纖接合到一個彈性膜片的中心,而該膜片在毛細管內(nèi)氣密封了一個氣體體積。形成Fabry－Perot諧振子的光纖端面設(shè)置在另一個毛細管內(nèi)。制造這種傳感器的方法包括:向毛細管中插入一段光纖,將聚合液體從所述毛細管端面?zhèn)人腿肫鋬?nèi),其中所述液體形成堵塞毛細管端面的薄膜。光纖段的端部插進另一個毛細管,并形成一個間隙,其中,所述另一個毛細管包括一個單模態(tài)光纖并插入第一毛細管中。
文檔編號G01L9/00GK1309764SQ99808651
公開日2001年8月22日 申請日期1999年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月16日
發(fā)明者伊夫哥尼·M·迪亞諾夫, 米克黑爾·I·貝洛沃洛夫, 米克黑爾·M·巴布諾夫, 瑟蓋·L·西米諾夫 申請人:俄羅斯科學院物理研究所光導纖維研究中心