光纤受压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种光纤受压装置。
【背景技术】
[0002]光纤传感器的优势是结构精密，灵敏度高，缺点是制造成本高。对于强度调制型光纤传感器，结构上的布局和设计非常重要，光纤微弯压力传感技术应在结构设计和材料上有所突破，才能降低成本，为提高应用可靠性，要对结构的复杂性和合理性做出平衡，同时考虑材料和光机体系的复合作用。
[0003]公开号为CN102147303A的一种基于光纤微弯损耗的压力传感器，将弹性板和齿板挤压光纤，产生微弯形变，但缺少压力控制与缓冲设计，容易造成光纤损伤。
[0004]公开号为CN204188317U的一种基于0TDR的分布式光纤压力传感器，将多段多模光纤矩形周期性结构插入橡胶片中，形成基于0TDR的光纤微弯传感器分布式应用，但橡胶老化后的压力传感特性容易改变。
[0005]本发明针对光纤受压微弯特性，将光纤置于一个设计合理的光机复合体系中，测试装置适应不同光纤的微弯性质，用于研究压力作用于光纤时的压力-形变-光强属性，又从整体上进行设计，成为一种适用性较强的光纤传感器。
【发明内容】
[0006]本发明设计一种光纤受压装置，能够配置和控制光纤受压时的微弯幅度和长度、光纤受挤压程度、光纤受压点位置、受压点数量、压力范围、压力限制和压力缓冲等，本装置也能作为光纤微弯压力传感器使用。
[0007]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种光纤受压装置，包括底座，压板，压片，弹簧和光纤，所述弹簧设置于底座的四角及中部的两侧，所述压板扣合在底座上，压板通过弹簧支撑；所述底座中部开有若干光纤槽，所述光纤槽底部多处成齿形或起伏形状，在光纤槽上开有若干压片槽，光纤槽和压片槽相通，所述光纤安置于光纤槽内，若干压片安放于压片槽内；在压板与底座扣合时，压板施压于压片，压片施压于光纤，光纤不断受压，光纤由于压片和光纤槽底部的挤压而产生微弯形变，导致光纤中光模式親合，发生光泄漏，传输强度减弱。
[0008]所述光纤槽数量及安置于光纤槽的光纤数，槽型尺寸、槽底齿形尺寸、齿数或起伏形状可以变化，光纤槽的数量多1。
[0009]所述压片槽的数量、槽型尺寸可以变化，压片槽的数量多1，
所述压片的大小尺寸可以控制，压片槽的数量多压片的数量多1。
[0010]所述弹簧的种类可变，不同特性的弹簧可以提供不同的外加压力范围，底座和压板的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相对位移；控制压片的长度可以控制压片进入压片槽的深度，从而控制传感动态特性，压片进入压片槽的深度具有极限值，保证光纤不会受压过度而受损。
[0011]本发明的技术原理如下:
光纤具有宏弯曲损耗和微弯曲损耗，根据模式耦合理论，发生光能量耦合的两模式的纵向传播常数之差与周期性扰动的周期有关，这个扰动可以通过齿形或周期性起伏形状机械和压制物之间的相对位移产生，该周期的大小由具体光纤计算得到，在起伏周期为该值奇数倍的情形，光纤弯曲形变具有相同的余弦谐波分量，亦能获得很高的灵敏度，本发明在作为测试装置时，即能够改变和控制上述参量，以满足不同的传感测试要求，本装置具有独立的压力传感模式，可单独使用，也可用于分布式情形，采用0TDR测量方法亦有效。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和优点:
光纤与压板不直接接触，而是通过压片传递压力，压片的形状、压入深度是根据光纤具体种类、光纤槽槽型包括光纤槽底部形状而进行配置，压片与压板在压板受压前也处于分离状态，只在压板受压时，压板逐渐接触压片，继而施压压片，将力传递到光纤，在压板卸力过程中压片与光纤趋于松弛，压片和压板脱离，光纤复原，提高了光纤的自恢复能力。
[0013]不同特性的弹簧提供不同的外加压力范围，底座和压板的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相对位移，使得压片的压入深度有一极限值，光纤不会受损。
[0014]由于光纤槽及安置光纤的数量，压片槽分布，安放压片的数量以及压片压入深度可以变化，光纤的光强-压力特性可以配置和控制。
【附图说明】
[0015]图1为光纤受压装置三维外形图。
[0016]图2为底座构造图。
[0017]图3为底座三维外形图。
[0018]图4为压板三维外形图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图，对本发明装置的具体实施例作进一步的说明。
[0020]如图1、图2、图3和图4所示，一种光纤受压装置，包括底座1，压板2，压片3，弹簧4和光纤7，所述弹簧4设置于底座1的四角及中部的两侧，所述压板2扣合在底座1上，压板2通过弹簧4支撑；所述底座1中部开有若干光纤槽5，所述光纤槽5底部多处成齿形或起伏形状，在光纤槽5上开有若干压片槽6，光纤槽5和压片槽6相通，所述光纤7安置于光纤槽5内，若干压片3安放于压片槽6内；在压板2与底座1扣合时，压板2施压于压片3，压片3施压于光纤7，光纤7不断受压，光纤7由于压片3和光纤槽5底部的挤压而产生微弯形变，导致光纤7中光模式親合，发生光泄漏，传输强度减弱。
[0021]光纤槽5的数量及安置于光纤槽的光纤数，槽型尺寸、槽底齿形尺寸、齿数或起伏形状可以变化。
[0022]压片槽6的数量、槽型尺寸可以变化，压片槽6的数量多1，压片3的数量多1，最多安放数不超过压片槽6的数量。
[0023]弹簧4的种类可变，不同特性的弹簧可以提供不同的外加压力范围，底座1和压板2的扣合是嵌入式的，直到密合即停止相对位移。所述压片3进入压片槽6的深度具有极限值，保证光纤7不会受压过度而受损。
[0024]实施例一:光纤槽5数目为1，光纤7安置于该光纤槽5内，压片槽6的数量为6，压片3数量为1，压片3处于任何一个压片槽6内。
[0025]实施例二:光纤槽5数目为2，光纤7安置于某一光纤槽5内，压片槽6的数量为12，六个压片槽6与一个光纤槽5交接，另六个压片槽6与另一个光纤槽5交接，压片3数量为2，压片3处于内有光纤7的任何2个压片槽6内。
[0026]实施例三:光纤槽5数目为2，两段光纤7分别安置于两个光纤槽5内，压片槽6的数量为12，六个压片槽6与一个光纤槽5交接，另六个压片槽6与另一个光纤槽5交接，压片3数量为2，两个压片3分别施压两段光纤7，压片3在光纤7所在的压片槽6位置可以选择。
[0027]实施例四:光纤槽5数目为2，两段光纤7分别安置于两个光纤槽5内，压片槽6的数量为12，六个压片槽6与一个光纤槽5交接，另六个压片槽6与另一个光纤槽5交接，压片3数量为4，两个压片3施压一个光纤槽5内的光纤7，另两个压片3施压另一个光纤槽5内的光纤7，压片3在光纤7所在的压片槽6位置可以选择。
[0028]光纤槽5、压片槽6与压片3的数量分配关系不局限于上面四种实例。
【主权项】
1.一种光纤受压装置，其特征在于，包括底座(1)，压板(2)，压片(3)，弹簧(4)和光纤(7)，所述弹簧(4)设置于底座(1)的四角及中部的两侧，所述压板(2)扣合在底座(1)上，压板(2 )通过弹簧(4 )支撑；所述底座(1)中部开有若干光纤槽(5 )，所述光纤槽(5 )底部多处成齿形或起伏形状，在光纤槽(5)上开有若干压片槽(6)，光纤槽(5)和压片槽(6)相通，所述光纤(7)安置于光纤槽(5)内，若干压片(3)安放于压片槽(6)内；在压板(2)与底座(1)扣合时，压板(2)施压于压片(3)，压片(3)施压于光纤(7)，光纤(7)不断受压，光纤(7)由于压片(3)和光纤槽(5)底部的挤压而产生微弯形变。2.根据权利要求1所述的光纤受压装置，其特征在于，所述压片(3)进入压片槽(6)的深度具有极限值，保证光纤(7)不会受压过度而受损。
【专利摘要】本发明提供一种光纤受压装置，包括底座，压板，压片、弹簧和光纤，所述底座与压板之间由弹簧支撑；底座上开有光纤槽和压片槽，光纤安置于光纤槽内，压片安放于压片槽内，光纤槽和压片槽相通；光纤槽底部成齿形或起伏形状，在压板与底座扣合时，压板施压于压片，压片施压于光纤，光纤不断受压而产生微弯形变，导致光纤中光模式耦合，发生光泄漏，传输强度减弱；通过控制光纤槽槽形、压片槽分布以及安放的压片数量，可以控制传输光强的变化，在压板卸力过程中压片与光纤趋于松弛，光纤复原，恢复施压前传输状态，此装置用于测试受压型光纤微弯传感器的工作性能，也能作为一种光纤微弯传感器使用。
【IPC分类】G01L1/24
【公开号】CN105403338
【申请号】CN201510739873
【发明人】王叶
【申请人】上海大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月4日