一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器的制作方法

1.本实用新型涉及光纤探测技术领域，具体涉及一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器。


背景技术：

2.扭曲传感器在建筑状态监测、机器臂控制等领域具有重要的应用。光纤扭曲传感器具有尺寸小和探测灵敏的优点，在扭曲探测领域具有较大的潜在应用价值。传统光纤扭曲传感器通过扭曲光纤，改变光纤的透射系数，从而实现扭曲探测。由于材料的限制，系统的结构稳定性差，传统光纤扭曲传感器不能探测大幅度扭曲。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，包括第一光纤、第二光纤、第一粘附部、第二粘附部、柔性透明部，第一粘附部固定连接第一光纤的一端，第二粘附部固定连接第二光纤的一端，柔性透明部夹持在第一粘附部和第二粘附部之间，第一粘附部、第二粘附部、柔性透明部为透明材料，第一粘附部关于第一光纤为非轴对称结构，第二粘附部关于第二光纤为非轴对称结构。
4.更进一步地，第一粘附部的尺寸大于第一光纤内纤芯的尺寸。
5.更进一步地，第二粘附部的尺寸大于第二光纤内纤芯的尺寸。
6.更进一步地，第一粘附部和第二粘附部均为长方形薄片。
7.更进一步地，第一粘附部和第二粘附部的尺寸不相等。
8.更进一步地，第一粘附部和第二粘附部的材料为二氧化硅。
9.更进一步地，柔性透明部的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
10.更进一步地，柔性透明部的尺寸小于第一粘附部或第二粘附部的尺寸。
11.更进一步地，第一光纤和第二光纤为单模光纤。
12.本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，包括第一光纤、第二光纤、第一粘附部、第二粘附部、柔性透明部，第一粘附部固定连接第一光纤的一端，光源连接第一光纤的另一端；第二粘附部固定连接第二光纤的一端，光电探测器连接第二光纤的另一端；柔性透明部夹持在第一粘附部和第二粘附部之间。当进行扭曲探测时，第一光纤和第二光纤固定在被探测物体上，当扭曲发生时，第一粘附部和第二粘附部的相对状态发生变化，从而改变了光在第一粘附部、柔性透明部、第二粘附部复合结构中的透射系数。通过探测透射系数的改变，实现扭曲探测。在本发明中，扭曲发生在柔性透明部，因为柔性透明部为柔性材料，能够承受大幅度的扭曲，因此，本发明能够实现大幅度扭曲探测。
13.以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
14.图1是基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器的示意图。
15.图中：1、第一光纤；2、第二光纤；3、第一粘附部；4、第二粘附部；5、柔性透明部。
具体实施方式
16.为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
17.实施例1
18.本实用新型提供了一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，如图1所示，包括第一光纤1、第二光纤2、第一粘附部3、第二粘附部4、柔性透明部5。第一光纤1和第二光纤2为单模光纤。第一粘附部3固定连接第一光纤1的一端，第二粘附部4固定连接第二光纤2的一端，柔性透明部5夹持在第一粘附部3和第二粘附部4之间，柔性透明部5与第一粘附部3接触，柔性透明部5与第二粘附部4接触。这样一来，形成依次连接的第一光纤1、第一粘附部3、柔性透明部5、第二粘附部4、第二光纤2。第一粘附部3、第二粘附部4、柔性透明部5为透明材料。具体地，柔性透明部5的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。第一粘附部3和第二粘附部4的材料为二氧化硅。应用时，光源连接第一光纤1的另一端，光电探测器连接第二光纤2的另一端。这样一来，光源发出单波长或者连续谱激光，激发依次经过第一光纤1、第一粘附部3、柔性透明部5、第二粘附部4、第二光纤2，到达光电探测器。光电探测器探测单波长光的强度或透射光谱。第一粘附部3关于第一光纤1为非轴对称结构，第二粘附部4关于第二光纤2为非轴对称结构，这样一来，当第一光纤1和第二光纤2发生扭曲时，第一粘附部3和第二粘附部4的相对状态发生变化，才能够改变第一粘附部3、柔性透明部5、第二粘附部4复合结构的透射系数。通过测量该透射系数或透射光谱的变化实现扭曲探测。在本发明中，扭曲发生在柔性透明部5，因为柔性透明部5为柔性材料，能够承受大幅度的扭曲，因此，本发明能够实现大幅度扭曲探测。
19.实施例2
20.在实施例1的基础上，第一粘附部3的尺寸大于第一光纤1内纤芯的尺寸，第二粘附部4的尺寸大于第二光纤2内纤芯的尺寸，这便于在第一光纤1的一端固定第一粘附部3、在第二光纤2的一端固定第二粘附部4。
21.更进一步地，第一粘附部3和第二粘附部4均为长方形薄片，第一粘附部3和第二粘附部4的尺寸不相等。具体地，第一粘附部3和第二粘附部4的长度和宽度均不相等。这样一来，降低了制备难度。也就是说，在降低了制备难度的情况下，依然能够实现扭曲的高灵敏探测。
22.更进一步地，柔性透明部5的尺寸小于第一粘附部3或第二粘附部4的尺寸，这样的设置便于将柔性透明部5更方便地固定在第一粘附部3和第二粘附部4之间。在实际制造中，柔性透明部5可以为薄片状，柔性透明部5的边缘也不必要为规则形状。即使柔性透明部5的形状为不规则形状，也同样能够实现本发明的技术效果。因此，本发明具有制备简单的优点。
23.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术
人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于，包括：第一光纤、第二光纤、第一粘附部、第二粘附部、柔性透明部，所述第一粘附部固定连接所述第一光纤的一端，所述第二粘附部固定连接所述第二光纤的一端，所述柔性透明部夹持在所述第一粘附部和所述第二粘附部之间，所述第一粘附部、所述第二粘附部、所述柔性透明部为透明材料，所述第一粘附部关于所述第一光纤为非轴对称结构，所述第二粘附部关于所述第二光纤为非轴对称结构。2.如权利要求1所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第一粘附部的尺寸大于所述第一光纤内纤芯的尺寸。3.如权利要求2所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第二粘附部的尺寸大于所述第二光纤内纤芯的尺寸。4.如权利要求3所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第一粘附部和所述第二粘附部均为长方形薄片。5.如权利要求4所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第一粘附部和所述第二粘附部的尺寸不相等。6.如权利要求1所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第一粘附部和所述第二粘附部的材料为二氧化硅。7.如权利要求1所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述柔性透明部的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。8.如权利要求1所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述柔性透明部的尺寸小于所述第一粘附部或所述第二粘附部的尺寸。9.如权利要求1
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8任一项所述的基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，其特征在于：所述第一光纤和所述第二光纤为单模光纤。

技术总结
本实用新型涉及光纤探测技术领域，具体提供了一种基于耦合状态变化的光纤扭曲传感器，包括第一光纤、第二光纤、第一粘附部、第二粘附部、柔性透明部，第一粘附部固定连接第一光纤的一端，光源连接第一光纤的另一端；第二粘附部固定连接第二光纤的一端，光电探测器连接第二光纤的另一端；柔性透明部夹持在第一粘附部和第二粘附部之间。当进行扭曲探测时，第一光纤和第二光纤固定在被探测物体上，通过探测透射系数的改变，实现扭曲探测。在本发明中，扭曲发生在柔性透明部，因为柔性透明部为柔性材料，能够承受大幅度的扭曲，因此，本发明能够实现大幅度扭曲探测。现大幅度扭曲探测。现大幅度扭曲探测。


技术研发人员：杨丹 刘翡琼 王勇凯
受保护的技术使用者：西安柯莱特信息科技有限公司
技术研发日：2021.06.01
技术公布日：2021/11/17