用于光纤F‑P传感器制作的光纤对中和腔长控制装置及方法与流程

本发明属于光纤传感领域，具体涉及一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置及方法。

背景技术：

光纤传感器与传统传感器相比有很多优良特性：体积小、灵敏度高、重量轻、电绝缘性好、耗电少、抗电磁干扰、防爆、耐腐蚀。因此被广泛应用于航空航天、材料、化工、能源、冶金和建材等领域。而光纤f-p传感器由于分辨率和测量精度高、结构简单灵巧、长期工作稳定性好，更受到研究人员越来越多的关注。

目前光纤f-p传感器常用两段光纤和陶瓷管形成f-p腔的结构，其制作或采用纯手工操作或借助微位移平台。纯手工操作的方式虽然操作简单方便，但无法保证光纤对中也无法控制f-p腔长，并不适合制作性能较好的f-p传感器；借助微位移平台的方式虽然能控制f-p腔腔长，但平台价格昂贵而且难保证光纤对中。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决光纤f-p传感器制作过程中光纤难对中和腔长难控制的问题，提供了一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置及方法，在保证对中性和腔长的前提下，降低了对操作人员操作水平的要求。

为了达到上述目的，发明了一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置，包括支撑板，支撑板上设置有滑道，滑道上放置有两个光纤夹具和一个陶瓷管夹具，陶瓷管夹具设置在两个光纤夹具中间，两个光纤夹具均通过与其对应的测微尺控制在滑道上滑动，支撑板上设置有光栅尺，光栅尺上设置有光栅尺读数头。

所述光纤夹具和陶瓷管夹具均包括在滑道上滑动的支撑块和支撑块上设置的压块，支撑块和压块相接触的平面上均开设有v型槽。

所述支撑块与压块通过合页连接，支撑块上开设有凹槽，凹槽的顶部和底部均设置有磁铁。

所述压块与支撑块的v型槽相向设置，共同组成横截面呈菱形的通孔。

所述陶瓷管夹具和两个光纤夹具同轴设置。

所述测微尺通过测微尺固定架固定在支撑板上。

一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，先用光栅尺测量陶瓷管长度l，再使光纤夹具向远离陶瓷管夹具方向移动，方便光纤和陶瓷管的放置；

步骤二，将两段端面研磨好的光纤固定在两个光纤夹具中，光纤端面伸出夹具长度为s，用测微尺缓慢移动两光纤夹具至两光纤端面刚好贴合，此时用光栅尺测出两光纤夹具距离l1；

步骤三，移动左边的光纤夹具远离陶瓷管夹具，用光栅尺实时测量移动距离，当移动距离为s1时停止，按相同的方法使右边的光纤夹具移动距离s1，此时两光纤端面距离为s2＝2s1，且s2大于l1；

步骤四，打开陶瓷管夹具的压块，将陶瓷管放置在v型槽中，盖好压块，移动两个光纤夹具至光纤接近陶瓷管，用光栅尺测量移动距离，观察陶瓷管是否与光纤对中，若不对中则重新放置陶瓷管；

步骤五，调整好陶瓷管后，再次移动两个光纤夹具，继续用光栅尺测量移动距离，根据移动的距离和s2可得出两光纤端面的距离s3，当s3接近所设计的腔长时，微移动光纤夹具得到设计的腔长，固定夹具位置；

步骤六，腔长确定后，将陶瓷管与光纤粘接，即完成光纤f-p传感器的制作。

步骤二中，将光纤固定在光纤夹具的具体方法如下，首先打开光纤夹具的压块，将两段端面研磨好的光纤放置在v型槽中，最后盖好压块。

与现有技术相比，本发明的装置通过光纤夹具对光纤进行夹紧，通过陶瓷管夹具对陶瓷管夹紧，通过测微尺调节两个光纤夹具的位置，通过光栅尺记录移动距离，使两个光纤与陶瓷管对中并连接，完成光纤f-p传感器的制作。本装置体积小，便于移动，在大大降低成本的同时又增加了实际应用中的便捷性；在保证对中性和腔长的前提下，降低了对操作人员操作水平的要求。

本发明的方法首先通过结构设计和精密加工保证光纤对中，然后借助测微尺使光纤夹具在沿滑道方向滑动，利用高精度光栅尺测量夹具移动的准确距离，从而实现f-p腔腔长的精确控制。本发明相对现有的光纤对中和腔长控制方法而言，对中性好，腔长控制精度高，成本低，操作简单易行。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的夹具结构图；

其中，1、支撑板；2、滑道；3、光纤夹具；4、陶瓷管夹具；5、测微尺；6、光栅尺；7、光栅尺读数头；8、测微尺固定架；9、磁铁；10、支撑块；11、压块；12、合页；14、v型槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1和图2，一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置，包括支撑板1，支撑板1上设置有滑道2，滑道2上放置有两个光纤夹具3和一个陶瓷管夹具4，陶瓷管夹具4和两个光纤夹具3同轴设置，陶瓷管夹具4设置在两个光纤夹具3中间，两个光纤夹具3均通过与其对应的测微尺5控制在滑道2上滑动，支撑板1上设置有光栅尺6，光栅尺6上设置有光栅尺读数头7，测微尺5通过测微尺固定架8固定在支撑板1上。

参见图2，光纤夹具3和陶瓷管夹具4均包括在滑道2上滑动的支撑块10和支撑块10上设置的压块11，支撑块10和压块11相接触的平面上均开设有v型槽14，支撑块10与压块11通过合页12连接，支撑块10上开设有凹槽，凹槽的顶部和底部均设置有磁铁9，压块11与支撑块10的v型槽14相向设置，共同组成横截面呈菱形的通孔。

一种用于光纤f-p传感器制作的光纤对中和腔长控制装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，先用光栅尺6测量陶瓷管长度l，再使光纤夹具3向远离陶瓷管夹具4方向移动，方便光纤和陶瓷管的放置；

步骤二，首先打开光纤夹具3的压块11，将两段端面研磨好的光纤放置在v型槽14中，光纤端面伸出夹具长度为s，盖好压块11，用测微尺5缓慢移动两光纤夹具3至两光纤端面刚好贴合，此时用光栅尺测出两光纤夹具距离l1；

步骤三，移动左边的光纤夹具3远离陶瓷管夹具4，用光栅尺6实时测量移动距离，当移动距离为s1时停止，按相同的方法使右边的光纤夹具3移动距离s1，此时两光纤端面距离为s2＝2s1，且s2大于l1；

步骤四，打开陶瓷管夹具3的压块11，将陶瓷管放置在v型槽14中，盖好压块11，移动两个光纤夹具3至光纤接近陶瓷管，用光栅尺6测量移动距离，观察陶瓷管是否与光纤对中，若不对中则重新放置陶瓷管；

步骤五，调整好陶瓷管后，再次移动两个光纤夹具3，继续用光栅尺6测量移动距离，根据移动的距离和s2可得出两光纤端面的距离s3，当s3接近所设计的腔长时，微移动光纤夹具得到设计的腔长，固定夹具位置；

步骤六，腔长确定后，将陶瓷管与光纤粘接，即完成光纤f-p传感器的制作。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于光纤F‑P传感器制作的光纤对中和腔长控制装置及方法，通过光纤夹具对光纤进行夹紧，通过陶瓷管夹具对陶瓷管夹紧，通过测微尺调节两个光纤夹具的位置，通过光栅尺记录移动距离，使两个光纤与陶瓷管对中并粘接，完成光纤F‑P传感器的制作。本装置体积小，便于移动，在大大降低成本的同时又增加了实际应用中的便捷性；在保证对中性和腔长的前提下，降低了对操作人员操作水平的要求。

技术研发人员：林启敬;伍子荣;蒋庄德;赵娜;姚坤;田边;史鹏
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2017.03.31
技术公布日：2017.08.04