[发明专利]光纤传感器

权利要求书

1.一种光纤传感器(18a，18b)，包括：

多个剪切应力传感器部件(32，34)，包括各自的第一光纤(38， 44)和用于反射具有预定波长的光束的多个第一光栅(40，46)， 所述第一光栅(40，46)布置在光纤(38，44)中并且沿平行于剪 切应力从物体(12)施加到剪切应力传感器部件(32，34)的方向 的平面排列；以及

垂直应力传感器部件(36)，其包括第二光纤(50)和用于反射 具有预定波长的光束的多个第二光栅(52)，所述第二光栅(52) 布置在所述第二光纤(50)中并且沿平行于垂直应力从物体(12) 施加到垂直应力传感器部件(36)的方向的平面排列；

其中，所述多个剪切应力传感器部件(32，34)和所述垂直应力 传感器部件(36)形成堆叠组件。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器(18a，18b)，其中剪切 应力传感器部件(32，34)和垂直应力传感器部件(36)中的每一 个包括柔性片体。

3.根据权利要求1所述的光纤传感器(18a，18b)，其中所述 剪切应力传感器部件(32，34)的第一光纤(38，44)分别在平行 于剪切应力从物体(12)施加到剪切应力传感器部件(32，34)的 方向的平面中的两个垂直方向上延伸。

4.根据权利要求1所述的光纤传感器(18a，18b)，其中所述 剪切应力传感器部件(32，34)的第一光栅(40，46)布置在平行 于剪切应力从物体(12)施加到剪切应力传感器部件(32，34)的 方向的平面中的多个不同位置中，并且第一光栅(40，46)反射具 有不同波长的各个光束。

5.根据权利要求1所述的光纤传感器(18a，18b)，其中剪切 应力传感器部件(32，34)中的每一个包括两个相邻的第一光栅(40， 46)，并且基于分别由两个相邻的第一光栅(40，46)所分别反射 的光束的波长发生移位的移位方向和移位量来检测剪切应力(F)的 方向和大小。

6.根据权利要求1所述的光纤传感器(18a，18b)，其中所述 垂直应力传感器部件(36)的第二光栅(52)在垂直于垂直应力从 物体(12)施加到垂直应力传感器部件(36)的方向的平面中的多 个不同位置中布置，并且所述第二光栅(52)反射具有不同波长的 各个光束。

7.一种光纤传感器(118a，118b)，包括：

应力传感器部件，包括光纤(138，144，150)和用于反射具有 预定波长的光束的多个光栅(140，146，152)，光栅(140，146， 152)被布置在光纤(138，144，150)中；以及

应力方向转换装置(156)，其用于将不同于光纤(138，144， 150)的纵轴的所施加应力(F)的方向转换成平行于光纤(138，144， 150)的纵轴的方向，并且以转换的方向来向光栅(140，146，152) 传递应力(F)；

其中所述应力方向转换装置(156)包括：平直部分(158)，其 平行于光纤(138，144，150)的纵轴而延伸；以及，应力传递件(160)， 其从平直部分(158)延伸到光纤(138，144，150)。

8.根据权利要求7所述的光纤传感器(118a，118b)，其中所 述平直部分(158)具有比应力传递件(160)更高的弹性模量。

9.根据权利要求7所述的光纤传感器(118a，118b)，其中所 述应力方向转换装置(156)通过橡胶、树脂、液晶聚合物以及碳纤 维增强塑料之一制成。