一種光纖光柵測力方法及傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光纖傳感器技術領域，尤其涉及一種光纖光柵測力傳感器。
【背景技術】
[0002] 傳統土工試驗儀器中的測力傳感器，一般使用百分表進行讀數，抗干擾性差，讀數 不精確，系數需要經常標定，而且無法實時采集數據。光纖傳感技術是20世紀70年代末開 始興起的一項傳感技術。光纖傳感器具有體積小、質量輕、抗電磁干擾、防腐蝕、靈敏度高、 容易集成等優點。其中的光纖光柵傳感器（FBG)是光敏光纖的纖芯在強烈紫外光的照射下， 纖芯的折射率發生周期性永久改變的窄帶濾波器。溫度與應變等參數都能引起FBG反射光 中心波長的變化，其計算公式如下：
[0003]
【主權項】
1. 一種光纖光柵測力傳感器，其特征在于包括復數個光纖光柵傳感模塊、薄壁圓環、 溫度補償塊、信號傳輸光纖和光纖光柵解調儀，該復數個光纖光柵傳感模塊通過信號傳輸 光纖相互串聯，且分別固定在薄壁圓環的兩側外壁上以及與薄壁圓環相連的溫度補償塊表 面，同時所述溫度補償塊分布在所述薄壁圓環上的任意位置處，所述光纖光柵解調儀與連 接在所述薄壁圓環兩側外壁上的兩個以上光纖光柵傳感模塊中的任一個通過信號傳輸光 纖相連接。
2. 根據權利要求1所述的光纖光柵測力傳感器，其特征在于，所述光纖光柵傳感模塊 與信號傳輸光纖的熔接處套有熱縮套管。
3. 根據權利要求1所述的光纖光柵測力傳感器，其特征在于，所述溫度補償塊和薄壁 圓環由相同的彈性金屬材料制成。
4. 根據權利要求1所述的光纖光柵測力傳感器，其特征在于，所述光纖光柵傳感模塊 分別粘貼固定在所述薄壁圓環外壁和所述溫度補償塊表面上。
5. -種光纖光柵測力方法，其特征在于包括： 提供一薄壁圓環，并在所述薄壁圓環的兩側外壁上分別固定連接至少一個光纖光柵傳 感模塊，以及在所述薄壁圓環上任意位置處連接至少一個溫度補償塊，以及在所述溫度補 償塊表面固定連接至少一個光纖光柵傳感模塊， 以信號傳輸光纖將所有光纖光柵傳感模塊相互串聯，并將光纖光柵解調儀與固定在所 述薄壁圓環兩側外壁上的兩個以上光纖光柵傳感模塊中的任一個通過信號傳輸光纖相連 接， 以及，向所述薄壁圓環環壁施加拉力或壓力，使固定在薄壁圓環外壁上的光纖光柵傳 感模塊發生應變，以光纖光柵解調儀記錄應變讀數的平均值，并依據固定在溫度補償塊表 面的光纖光柵傳感模塊的應變量自動進行溫度補償，從而獲得所述薄壁圓環應變值的大 小。
6. 根據權利要求5所述的光纖光柵測力方法，其特征在于包括：通過靜力加載法向所 述薄壁圓環環壁施加拉力或壓力，進而實現對所述光纖光柵傳感模塊的標定。
7. 根據權利要求5或6所述的光纖光柵測力方法，其特征在于包括：所述溫度補償塊 和薄壁圓環由相同的彈性金屬材料制成。
【專利摘要】本發明公開了一種光纖光柵測力方法及傳感器，傳感器包括三個光纖光柵傳感模塊、薄壁圓環、溫度補償塊、信號傳輸光纖和光纖光柵解調儀，所述三個光纖光柵傳感模塊通過信號傳輸光纖相互串聯后分別粘貼在薄壁圓環外壁的左、右兩端，以及與薄壁圓環相連的溫度補償塊表面，所述光纖光柵解調儀與連接在薄壁圓環外壁左、右兩端的光纖光柵傳感模塊中的一個通過信號傳輸光纖相連接。其測力讀數更精確、可靠，抗電磁干擾，防腐蝕，并且實現了自動化測量。
【IPC分類】G01L1-24
【公開號】CN104697682
【申請號】CN201410133870
【發明人】朱鴻鵠, 馬茜, 施斌, 佘駿寬, 王振玉, 張誠成
【申請人】南京大學（蘇州）高新技術研究院, 南京大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年4月4日