[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

说明书

本申请提供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，壳体的一端固定光纤起偏器，另一端固定光纤检偏器，光源发射器与光纤起偏器连接，光接收器与光纤检偏器连接，光纤压力传感器还包括金属保偏光纤，金属保偏光纤内置于壳体中，一端与光纤起偏器连接，另一端与光纤检偏器连接，金属保偏光纤包括第一金属层和包覆在第一金属层上的第二金属层，第二金属层的密度大于第一金属层的密度，金属保偏光纤设有应力敏感区，应力敏感区上设有承压组件。本申请还提供一种测试方法以及金属保偏光纤的制备方法。通过本申请，能够提升测试的连续性与稳定性。

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，尤其涉及一种光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法。

背景技术

光纤压力传感器是一种将被测对象的压力状态转变为可测的光信号的传感器。现有的光纤压力传感器采用普通的保偏光纤作为敏感单元，一旦承受一定压力，撤力恢复常态或改变受力状态，其状态改变需要至少30分钟时间，想要实现连续探测比较困难；同时在昼夜温差较大的地区，虽然普通的保偏光纤也可控制光能衰减在一定范围之内，但其值上限可达到0.05dB/km，仍然会对测量结果造成影响，同时一旦超出此范围如油井等场景则无法使用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光纤压力传感器及测试方法、金属保偏光纤制备方法，其能够提升测试的连续性与稳定性。

本发明实施例第一方面提供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，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。

进一步地，在本发明实施例提供的上述光纤压力传感器中，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。

进一步地，在本发明实施例提供的上述光纤压力传感器中，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。

进一步地，在本发明实施例提供的上述光纤压力传感器中，所述壳体内设有容纳槽，所述容纳槽用于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。

进一步地，在本发明实施例提供的上述光纤压力传感器中，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。

本发明实施例第二方面提供一种金属保偏光纤的制备方法，所述方法包括：

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，得到金属保偏光纤，第二金属层的密度大于第一金属层的密度。

本发明实施例第三方面提供一种使用光纤压力传感器测试外界应力的测试方法，所述方法包括：