[发明专利]一种消减温度影响的柱体光纤传感装置

权利要求书

1.一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：包括供信号光纤(6)穿过的曲线形测试通道、与信号光纤(6)相接且对信号光纤(6)中的光信号功率变化量进行同步测试的测试单元(5)和与测试单元(5)相接且对测试单元(5)的测试结果进行分析处理的处理单元(7)；所述曲线形测试通道包括在端部所施加外应力F的作用下能发生变形并相应压弯信号光纤(6)的圆柱体(10)、由上至下布设在圆柱体(10)外侧壁或内侧壁上的曲线形缝隙(4)以及分别布设在曲线形缝隙(4)内部相对两侧且能随温度变化发生伸缩变形的多组A侧变形齿(4-1)和多组B侧变形齿(4-2)，每一组A侧变形齿(4-1)均包括一个A侧变形齿(4-1)或并排布设的多个A侧变形齿(4-1)，每一组B侧变形齿(4-2)均包括一个B侧变形齿(4-2)或并排布设的多个B侧变形齿(4-2)，多组A侧变形齿(4-1)和多组B侧变形齿(4-2)之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤(6)穿过的曲线形通道，A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)对应布设在信号光纤(6)两侧；所述曲线形缝隙(4)包括上安装节段(21)、下安装节段(22)以及能随温度变化发生伸缩变形且变形量与A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)在高度上的变形量相抵消的柱体外侧壁节段(23)，所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)分别安装在上安装节段(21)和下安装节段(22)上，上安装节段(21)布设在下安装节段(22)上方且二者间通过柱体外侧壁节段(23)进行连接。

2.按照权利要求1所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)均由能随温度变化发生伸缩变形的热变形材料、磁致伸缩材料、电致伸缩材料或能吸收被监测对象并相应发生伸缩变形的材料制成。

3.按照权利要求1所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)的外部均设置有一层或多层由能随温度变化发生伸缩变形的热变形材料、磁致伸缩材料、电致伸缩材料或能吸收被监测对象并相应发生伸缩变形的材料制成的伸缩变形层(15)。

4.按照权利要求2所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤(6)的外部设置有一层或多层由能随温度变化发生伸缩变形的热变形材料、磁致伸缩材料、电致伸缩材料或能吸收被监测对象并相应发生伸缩变形的材料制成的伸缩变形层(15)。

5.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述曲线形缝隙(4)为矩形缝，上安装节段(21)布设在下安装节段(22)的正上方。

6.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述曲线形测试通道中圆柱体(10)、A侧变形齿(4-1)、B侧变形齿(4-2)和信号光纤(6)的膨胀系数满足公式：α_柱×L_柱×N×ΔT-α_齿×(L_1齿+L_2齿)×N×ΔT-α_纤×d_纤×N×ΔT＝0，式中：α_柱为圆柱体(10)所用材料的膨胀系数，L_柱为柱体外侧壁节段(23)的长度，α_齿为A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)所用材料的膨胀系数，L_1齿和L_2齿分别为A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4-2)的高度，N为信号光纤(6)的层数，α_纤为信号光纤(6)所用材料的膨胀系数，d_纤为信号光纤(6)的直径，ΔT为温度变化量。

7.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述曲线形缝隙(4)整体呈螺旋状布设。

8.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤(6)的一端设置有光反射装置。

9.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤(6)为外部包有多层光纤保护层的光纤。

10.按照权利要求1至4中任一项权利要求所述的一种消减温度影响的柱体光纤传感装置，其特征在于：多组所述A侧变形齿(4-1)中相邻两组A侧变形齿(4-1)之间的间距自曲线形缝隙(4)一端至另一端逐渐增大或逐渐减小，多组所述B侧变形齿(4-2)中相邻两组B侧变形齿(4-2)之间的间距自曲线形缝隙(4)一端至另一端逐渐增大或逐渐减小。