[发明专利]光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法

权利要求书

1.一种光纤压力传感器，用于测量光纤所受压力值，包括光源发射器、光纤起偏器、光纤检偏器、承压组件、光接收器以及壳体，所述壳体的一端固定所述光纤起偏器，另一端固定所述光纤检偏器，所述光源发射器与所述光纤起偏器连接，所述光接收器与所述光纤检偏器连接，其特征在于，所述光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，

所述金属保偏光纤内置于所述壳体中，一端与所述光纤起偏器连接，另一端与所述光纤检偏器连接，

所述金属保偏光纤包括光纤纤芯、应力敏感区、包覆于所述光纤纤芯与应力敏感区的光纤包层，涂覆于所述光纤包层外侧的第一金属层与第二金属层，所述第二金属层包覆在所述第一金属层上，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，所述第一金属层的厚度为180-210μm，所述第二金属层的厚度为235-255μm；

所述应力敏感区上设有所述承压组件，所述应力敏感区的最外侧与所述光纤纤芯的中心距离为r，所述光纤纤芯的半径为a，其中，r/a的取值范围为3-4；

所述壳体内设有容纳槽，所述容纳槽容纳所述金属保偏光纤，所述容纳槽的长度方向设有若干个卡扣，所述卡扣固定所述金属保偏光纤；所述卡扣包括第一卡扣件、第二卡扣件以及固定件，所述第一卡扣件与所述第二卡扣件通过所述固定件连接，所述第一卡扣件与所述第二卡扣件的长度可伸缩，所述第一卡扣件与所述第二卡扣件的连接角度可增大或减小。

2.根据权利要求1所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体设有贯穿所述壳体的凹槽，所述凹槽的两侧壁设有若干凸起部，所述若干凸起部固定所述承压组件。

3.根据权利要求2所述的光纤压力传感器，其特征在于，所述承压组件包括压敏填充物与弹性元件，所述压敏填充物一端凸出所述壳体的凹槽设置，另一端与所述弹性元件的一端连接，所述弹性元件的另一端接触所述金属保偏光纤。

4.一种使用如权利要求1-3任意一项所述的光纤压力传感器测试外界应力的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

调整并固定光纤起偏器与光纤检偏器的位置；

执行测试步骤，对承压组件施加压力，并打开光源发射器使激光通过光纤起偏器、金属保偏光纤以及光纤检偏器输入至光接收器，获取所述光接收器的功率值；

改变应力值，重复测试步骤，获取多组压力值与对应的功率值；

根据多组压力值与功率值拟合压力与功率的关系公式；

利用关系公式，根据所述光接收器测量到的功率值得出外界施加的应力值。

5.根据权利要求4所述的光纤压力传感器测试方法，其特征在于，所述调整并固定光纤起偏器包括：调整所述光纤起偏器的偏振方向与所述金属保偏光纤的主轴成45°，以保证光经过所述光纤起偏器产生的偏振光的偏振方向与所述金属保偏光纤的快慢轴一致。

6.根据权利要求4所述的光纤压力传感器测试方法，其特征在于，所述调整并固定光纤检偏器包括：打开光源发射器使激光通过光纤起偏器、金属保偏光纤以及光纤检偏器输入至光接收器，当所述光接收器的显示示数最大时，固定所述光纤检偏器。

7.一种金属保偏光纤的制备方法，其特征在于，所述金属保偏光纤包括光纤纤芯、应力敏感区、包覆于所述光纤纤芯与应力敏感区的光纤包层，涂覆于所述光纤包层外侧的第一金属层与第二金属层，所述第二金属层包覆在所述第一金属层上，所述第一金属层的厚度为180-210μm，所述第二金属层的厚度为235-255μm，所述制备方法包括：

获取预设保偏光纤；

采用热化学法去除所述预设保偏光纤的外涂层，得到预设保偏光纤包层；

在所述预设保偏光纤包层的外侧由内而外涂覆第一金属层与第二金属层，得到所述金属保偏光纤，第二金属层的密度大于第一金属层的密度。