[发明专利]一种光纤光栅传感器

说明书

本申请提出了一种光纤光栅传感器，包括一光纤接头，由光纤接头探出的带有光纤光栅的光纤；所述光纤的另一端为封闭端，或延伸进另一光纤接头；所述光纤的外侧套接有弹性较好的无缝管，该无缝管一端与光纤接头相连接，另一端为封闭端或与所述的另一光纤接头相连接，且与光纤在长度万向上同步形变。通过采用弹性较好的无缝管对光纤光栅传感器主体部分进行封装并给传感器加上光纤接头，使得光纤光栅传感器在无缝管保护下不仅具备了高抗拉、高抗压，总体高强度、耐酸、碱、盐等腐蚀的特性，而且在进行应变测量时具有大量程的特点，同时便于施工时的连接。

技术领域

本申请涉及光纤传感器技术领域，更具体地说，涉及一种光纤光栅传感器。

背景技术

光纤光栅是位于光纤内部的光栅，利用其能够使光纤的反射或折射率发生周期性改变的特性，常常破用于做传感使用；由于光纤光栅本身就是光纤的一部分，因此在本申请说明书中称之为“带有光纤光栅的光纤”。配合相应的测量设备，光纤光栅可被用于测量一些自然界的基本物理量，如应变、应力、温度等外界信息。

由于带有光纤光栅的光纤具有天然的脆弱性，因此并不适用于大部分的实际工程应用，仅能应用于实验室研究阶段，为解决此问题，需要在光纤光栅外面加上保护，这个过程我们也可以称之为光纤光栅传感器的封装。完成以上工作后，其产品我们可以称之为光纤光栅传感器，也可以根据其测试的物理量称之为光纤光栅应变传感器、光纤光栅应力传感器、光纤光栅温度传感器等。

由于光纤材料本身的特性，光纤光栅传感器内测试主体的脆弱性是困扰业界多年的问题，尤其限制了光纤光栅在一些特殊环境甚至极端环境下的应用，比如高拉力、高压力及酸碱盐等带有腐蚀性的环境，使得光纤光栅传感器在实际工业应用中受到极大制约。

传统上光纤光栅管式封装材料多为不锈钢，而不锈钢这种材料的弹性形变较小，一般来说超出2000微应变时就无法完全回弹，因此这样封装出来的光纤光栅传感器被用于应变测量时，其有效量程也不会超出2000微应变，这使得光纤光栅传感器无法破用于大应变量的测量环境。

除了少数的产品(如本公司ZL201821345883.X和ZL201920748913.X专利所涉及产品)，传统管式封装的光纤光栅传感器大多数比较粗，封装主体直径常常有6毫米，10毫米，甚至12毫米，在很多空间受限的位置无法放置，这也限制了光纤光栅传感器的使用范围。

申请内容

本申请的目的在于提供一种光纤光栅传感器，以解决光纤光栅传感器内的测试主体脆弱、传统封装材料弹性形变较小因此导致传感器用于应变测量时量程小、传统封装直径较大不符合传感器小型化趋势且无法放置在空间受限的位置因此应用范围窄等问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

本申请提出一种光纤光栅传感器，包括一光纤接头，由光纤接头探出的带有光纤光栅的光纤；所述光纤的另一端为封闭端，或延伸进另一光纤接头；所述光纤的外侧套接有无缝管，无缝管一端与光纤接头相连接，另一端同样为封闭端或与所述的另一光纤接头相连接且该无缝管与所述光纤在光纤长度方向同步形变。

通过采用带有足够强度且与在光纤长度方向上与光纤同步形变的无缝管对光纤光栅传感器主体部分进行封装，使得光纤光栅传感器在无缝管保护下具备了高抗拉、高抗压，总体高强度以及耐酸、碱、盐等腐蚀的特性。

由于采用在光纤长度方向上高弹性的无缝管材料对光纤光栅进行封装的缘故，使得光纤光栅传感器具备了弹性形变大的特性，因此能够被用于量程更大的测量需求。

由于采用较细的无缝管材料对光纤光栅进行封装的缘故，使得光纤光栅传感器主体部分直径降至3.2毫米及以下，使得光纤光栅传感器能够被用于更多空间受限的应用环境。

这样，本申请的技术方案不仅解决了带有光纤光栅的光纤的脆弱性问题，由于传统金属管或合金管封装形变小因此被用于应变测量时传感器量程小的问题，同时传统光纤光栅传感器直径较大在某些时候空间受限的问题也一同解决。