一种预应变光纤光栅及其传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光纤传感领域里的一种发明设计，是基于预应变光纤光栅技术及 其传感器技术领域。
【背景技术】
[0002] 光纤光栅是以输出光波长为信息的一种新型光子器件。光纤光栅传感器用于应 力、应变和温度、温变测量，具有方便、灵敏、精度高、耐酸碱、抗电磁干扰等诸多优良特性， 现已被广泛应用于工业、建筑业、国防和科学研究等各个领域。但由于光纤光栅对温度和应 变同时敏感，从而导致测量过程的温度和应变的交叉敏感效应，使光纤光栅波长的响应无 法反映温度和应变各自引起的波长变化。为了解决这一难题，人们提出了一些解决方案。典 型的现有方案有光纤光栅组合法、。光纤光栅F-P腔法、聚合物封装光纤光栅法等。这些方 案前者需要多个光纤光栅，中者需要两套解调系统，后者需要聚合物具有良好的温度特性， 这些条件限制了光纤光栅传感的实际应用。检索结果表明，目前没有一种基于预应变的光 纤光栅技术，并将其用于应变和温度传感测量的光纤光栅传感器。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计出一种预应变技术的光纤光栅及其传感器，该传感器可用于 需要同时测量应变和温度的各种场合和场地。其技术方案是：首先在同一种光纤上写入光 纤光栅；然后，在加有一定预应力的状态下，将光纤光栅的一半固定地粘贴在衬底材料上， 待应力释放后，裸光纤光栅部分变形恢复，其中心反射(或透射）波长不变，而粘贴在金属片 上的部分光纤光栅，由于存在应变，其栅格周期发生了变化，从而导致这部分光纤光栅的中 心反射(或透射）波长改变；最后，待整个光纤光栅各部分应变平衡后，就具有两个反射(或 透射）峰。
[0004] 经预应变技术处理后的光纤光栅，由于具有两个对应变和温度不同响应的反射 (或透射)峰，以此研制的光纤光栅传感器可以对应变和温度同时测量。实用中，只要测得两 个反射(或透射)峰之间的波长差，由下列应变-温度关系式，即可求得待测体的应变和温度 值。
【主权项】
1. 一种预应变光纤光栅及其传感器，其特征在于：包括光纤布拉格光栅，其特征在于： 对一根光纤光栅施加一定的预应力，将其一半固定地粘贴在衬底材料上，另一半裸露。待应 力释放后，裸光纤光栅部分变形恢复，整个光纤光栅各部分应变平衡后具有两个反射(或透 射）峰。
【专利摘要】本发明公开了一种预应变光纤光栅及其传感器，是一种基于预应变技术和温度同时测量的单光纤光栅传感器。对一根光纤光栅施加一定的预应力，将其一半固定地粘贴在金属片上，另一半裸露不封装。待应力释放后，裸光纤光栅部分变形恢复，整个光纤光栅各部分应变平衡后，就具有两个反射（或透射）峰。该传感器包括：宽带光源、带包层的光纤、波长测试仪、光纤耦合器、匹配液及光纤连接器等。其两个反射（或透射）峰对温度和应变具有不同的响应属性。实用中，只要测得两个反射（或透射）峰之间的波长差，即可实现应变和温度的同时测量。
【IPC分类】G01K11-32, G01B11-16
【公开号】CN104655315
【申请号】CN201310577566
【发明人】鞠洪建
【申请人】大连康赛谱科技发展有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月15日