[发明专利]一种多维光纤光栅应变传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种多维光纤光栅应变传感器，其特征在于，带有9个中心波长不同的光纤光栅的光纤，在圆筒表面凹槽中缠绕，形成在圆筒0°、120°和240°三个方位角位置上的三个应变花，形成用于9个不同方向应变测量的光纤光栅多维应变传感器。

2.根据权利要求1所述的多维光纤光栅应变传感器，其特征在于，在圆筒表面刻有14条凹槽，其中，有三条直线凹槽，沿圆筒轴向互成120°角，分别为凹槽一、凹槽二、凹槽三；螺线形凹槽一和螺线形凹槽二分别按顺时针和逆时针两个方向在圆筒上缠绕；通过螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的每个交叉点有横向直线槽环绕在圆筒表面。

3.根据权利要求2所述的多维光纤光栅应变传感器，其特征在于，圆筒表面14条凹槽的尺寸为深度0.3mm～1mm、宽度1mm～1.5mm。

4.根据权利要求2或3所述的多维光纤光栅应变传感器，其特征在于，螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的螺距分别约为半径的2.18倍和1.09倍，圆筒半径5.5cm选取的螺距是120mm和60mm。

5.根据权利要求2或3所述的多维光纤光栅应变传感器，其特征在于，螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的每个交叉点的横向直线槽共有9条，螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的起点与凹槽二的起点重合。

6.一种制作权利要求1-5所述多维光纤光栅应变传感器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，步骤一：在圆筒表面刻有14条深度0.5mm、宽度1mm的凹槽，其中，有三条凹槽沿圆筒轴向互成120°角，记为凹槽一、凹槽二、凹槽三；螺线形凹槽一和螺线形凹槽二分别按顺时针和逆时针两个方向在圆筒上缠绕，螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的起点与凹槽二的起点重合；通过螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的每个交叉点有横向直线槽环绕在圆筒表面；

步骤二：在圆筒上标注9个传感器的位置，形成在圆筒0°、120°和240°三个方位角位置上的三个应变花，每个方位的应变花上由三个光纤光栅组成；

步骤三：使用光纤进行缠绕，光纤弯折角度在120度到180度之间，沿着凹槽的120°角或是180°角进行绕纤；

步骤四：然后胶封，钢管固定形成多维光纤光栅应变传感器。

7.根据权利要求6所述的多维光纤光栅应变传感器的制作方法，其特征在于，螺线形凹槽一和螺线形凹槽二的螺距分别为120mm和60mm。