[发明专利]光纤传感器以及监测微运动的方法

权利要求书

1.一种检测微运动的传感器，所述传感器包括：

环状结构，是由一根或多根连续多模光纤排列成基本上位于一个平面内的多个大小相等的环形，其中，环状结构内的每个环与相邻环部分重叠且横向偏移；

光源，耦合于所述环状结构的第一端部；以及

接收器，耦合于所述环状结构的第二端部，所述接收器被设置为检测通过所述环状结构的光的强度变化；

信号处理元件与接收器连接；

控制和处理模块，与光源和信号处理元件连接；

所述环状结构中每个环与相邻环平行，之间的距离在 1mm至10 mm之间。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器是力传感器或振动传感器；所述环状结构中每个环与相邻环之间距离在2mm至5 mm之间；所述连续多模光纤的芯径大于连续多模光纤的总直径的49%。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个环形成具有圆形边的正方形、矩形、或者平行四边形；或者，

每个环形成圆或椭圆；或者每个环形成一个匹配的不规则形状。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述环状结构是由下述方法获得：

提供一个耦合有多个耦合元件的轴；

旋转所述轴；

连续多模光纤盘绕所述旋转的轴， 其中多模光纤与所述轴的耦合元件结合；

通过从所述轴上分离多个耦合元件而实现从所述轴上转移多模光纤；以及

将盘绕的光纤定位于一个平面上，形成平面环状结构。

5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述光纤传感器包括多个环状结构；多个环状结构由一根连续多模光纤形成；在所述传感器内，每个环状结构之间直接连接。

6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述环状结构由一根连续多模光纤顺时针或逆时针打环形成多匝环为第一组环，然后反转打环形成第二组环，第二组环至少部分重叠于第一组环；所述单根连续多模光纤的相对两端部相互平行；或者，

所述环状结构由一根连续多模光纤顺时针或逆时针打环形成多匝环，所述单根连续多模光纤的相对两端部分别位于环状结构的两侧。

7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述光纤传感器包括多个环状结构；多个环状结构由多根多模光纤形成；每个环状结构由一条独立的、不连接的光纤构成；每个环状结构的电子组件独立设置，或者，多个环状结构共用控制和处理模块。

8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述光纤传感器包括多个环状结构；第一环状结构被设置为部分或完全覆盖第二环状结构；所述第一、二环状结构分别由两条光纤形成。

9.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括顶层、底层以及外壳组件，所述环状光纤结构位于顶层和底层之间；控制和处理组件、光源以及信号接收器设置于所述外壳组件内。

10.制备如权利要求1-9任一项所述传感器的方法，所述方法包括：

提供一个耦合有多个耦合元件的轴；

旋转所述轴；

绕旋转的轴缠绕连续多模光纤；

通过从所述轴上分离多个耦合元件而实现从所述轴上转移多模光纤；以及

放置光纤使其在一平面上形成平面环状结构。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过轴向移动机械臂使多模光纤绕所述轴缠绕；当所述轴旋转时，将机械臂相对于所述轴从第一位置轴向移动至第二位置；所述机械臂设置为随着所述轴的每一次全程旋转而向前移动一个单位；所述一个单位的大小设置为匹配每个环之间所需的偏移量。