一种反射式强度调制型光纤传感器探头的制作方法

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种反射式强度调制型光纤传感器探头。

背景技术：

随着光纤的出现和光纤通信的发展，以光纤作为传感介质的光纤传感技术得到了极大的发展，光纤传感技术在通信、城市建设、医疗、交通、能源和航天等工业中有着广泛的应用。

目前，常见的反射式光纤传感器探头的端面以平面为主，也就是出射光纤和入射光纤的纤端在同一平面上，其内部光纤束排列主要呈随机型，平行型，同轴型和半圆型排列，各种不同的排列方式影响测量范围的大小和灵敏度的高低。

基本的反射式光纤传感器灵敏度不高，测量范围比较小，为了实现非接触的高精度测量，充分发挥光学测量手段的优势，因此在光纤传感器探头结构上做出进一步改进，设计一种新型的内凹阶梯型反射式光纤传感器探头，进而提高测量灵敏度。

技术实现要素：

本发明的目的旨在克服光纤传感器探头的结构的缺点和不足，提供一种能够有效的提高测量范围，测量灵敏度，消除测量死区，以提高了光纤传感器的性能的内凹阶梯型反射式光纤传感器探头。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种反射式强度调制型光纤传感器探头，包括发送光纤1，至少一层的接收光纤2，以及涂覆层与金属套筒；所述的发送光纤布置在探头的中心，所述的接收光纤围绕在发送光纤外分布，每一层接收光纤围绕在上一层接收光纤外分布，所述的发送光纤的一端与发射光的激光器连接，所有各层的接收光纤分别与光电探测器连接，在由发送光纤与接收光纤的光纤束结构成型后进行涂覆层及加装用于保护的金属套筒；其特征在于：所述的发送光纤端面与第二层接收光纤端面间有向内缩的错位量4，每两层接收光纤端面间也有向内缩的错位量5，即所述的传感器探头每两层光纤端面之间呈向内错位的凹阶梯状。

所述的接收光纤为两层，第一层接收光纤2，第二层接收光纤3,所述的发送光纤端面与第一层接收光纤端面间有向内缩的错位量4，第一层接收光纤2端面与第二层接收光纤3端面间也有向内缩的错位量5。

所述的光纤传感器探头是以发送光纤中心为轴，有至少一层的接收光纤均匀分布在发送光纤周围，即所述的光纤传感器探头为同轴结构。

所述每层的接收光纤与光电探测器之间都采用fc连接器耦合连接，所述的发送光纤与激光器之间也采用fc连接器耦合连接。

本发明与现有技术相比具有实质性特点和显著的效果是：

本发明光纤传感器探头采用了内凹阶梯型反射式，主要应用于物体表面粗糙度的测量，能够有效的提高测量范围，测量灵敏度，消除测量死区，从而提高了光纤传感器的性能。

附图说明

图1是本发明一种反射式强度调制型光纤传感器探头的立体简图。

图2是本发明一种反射式强度调制型光纤传感器探头的主视图。

图3是本发明一种反射式强度调制型光纤传感器探头的a-a剖视图。

具体实施方式

如图1所示，一种反射式强度调制型光纤传感器探头，本具体实施以有两层接收光纤的结构为例，本发明的保护范围不限于示例。

一种反射式强度调制型光纤传感器探头，包括发送光纤1，第一层接收光纤2，第二层接收光纤3,以及涂覆层与金属套筒；所述的发送光纤布置在探头的中心，所述的第一层接收光纤围绕在发送光纤外分布，第二层接收光纤围绕在第一层接收光纤外分布；所述的发送光纤的一端与发射光的激光器连接，第一层、第二层接收光纤分别与光电探测器连接；对于第一层接收光纤2和第二层接收光纤3是由多根光纤的涂覆层剥除，直接用裸光纤分别集结成束而成。同时，为了保证光纤束的工作性能和可操作性，在光纤束结构成型后加以涂覆层和金属套筒保护。其中：发送光纤1端面与第一层接收光纤2端面间有内缩错位量4，第二层接收光纤3端面与第一层接收光纤2端面间有内缩错位量5，所述的传感器探头每两层光纤端面之间呈向内错位的凹阶梯状。

如图2所示，所述的发射光纤1为芯径50μm的多模光纤，第一接收光纤2、第二层接收光纤3均为芯径62.5μm的多模光纤。

所述的光纤传感器探头，两圈接收光纤以发送光纤中心为轴，均匀分布在发送光纤周围，为双圈同轴结构。所述光纤传感器探头的第一层接收光纤2由12根多模光纤组成并且在尾端涂覆层剥除，直接用裸光纤集结成束，然后加以涂覆层和金属套筒保护；第二层接收光纤3由6根多模光纤组成并且在尾端涂覆层剥除，直接用裸光纤集结成束，然后加以涂覆层和金属套筒保护。

如图3所示，所述的发送光纤1端面与第一层接收光纤2端面之间的错位量4为35um，第一层接收光纤2端面与第二层接收光纤3端面之间的错位量5为35um。

所述光纤传感器探头第一层接收光纤2、第二层接收光纤3与光电探测器之间采用fc型光纤连接器耦合连接，发送光纤1与激光器之间采用fc型光纤连接器耦合连接。其中：fc型光纤连接器是外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣的一种光纤连接器。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种反射式强度调制型光纤传感器探头，包括发送光纤，多层接收光纤,以及涂覆层与金属套筒；其特点是发送光纤端面与第一层接收光纤端面间有向内缩的错位量，每两层接收光纤端面间也有向内缩的错位量，传感器探头每两层光纤端面之间呈向内错位的凹阶梯状，即光纤传感器探头结构采用内凹阶梯型反射式，主要应用于物体表面粗糙度的测量，能够有效的提高测量范围，测量灵敏度，消除测量死区，从而提高了光纤传感器的性能。

技术研发人员：杨瑞峰;郭晨霞;郎国伟
受保护的技术使用者：中北大学
技术研发日：2017.07.18
技术公布日：2017.10.17