[发明专利]一种光纤传感器及其制作方法

说明书

本申请提供一种光纤传感器，包括：多模光纤、压力传感探头膜片和压力传感腔体，其中：多模光纤掺杂有两种元素离子，两种元素离子包括第一元素离子和第二元素离子，第一元素离子为在光源激发下可产生热效应的元素，第二元素离子为在激光激发下可产生荧光的元素；多模光纤的一端与光源相连，压力传感腔体设置在多模光纤的另一端，压力传感腔体包括第一反射面和第二反射面，压力传感探头膜片和压力传感腔体通过键合方法进行可靠连接。本申请将热线技术、FP干涉技术、荧光温敏技术和神经网络算法紧密的结合在一起，可以同时完成压力和流量两个参数的测量。同时，本申请还公开了一种光纤传感器的制作方法，过程简单、解调精度高和结构紧凑。

技术领域

本申请涉及传感器监测技术领域，特别的，尤其涉及一种光纤传感器及其制作方法。

背景技术

在管网漏损与运行状态监测中，压力与流量作为最重要的两个参数，与管网的漏损和运行状态息息相关。近年来，管网漏损给国家带来的经济损失巨大，政府高度重视。以1立方米水为2.8元/平方，2019年城市供水漏损损失金额为233.9亿元，2020年城市供水漏损损失金额为227.5亿元。

随着传感技术的迅速发展，光学类传感器已成为传感研究领域的重要研究方向，然而，目前的光学类传感器仅可以实现压力或流量的测量，无法实现用一个传感器同时实现压力和流量两个参数的测量，另外，其主要采用内部结构串联的方式，比如不同结构的串联，从而导致传感器制作复杂，加工成本高。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本申请提供了一种光纤传感器及其制作方法，用以在管网漏损与运行状态监测中同时实现压力和流量两个参数的测量，同时，光纤传感器的制作简单、解调精度高和结构紧凑。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种光纤传感器，包括：多模光纤、压力传感探头膜片和压力传感腔体，其中：

所述多模光纤掺杂有两种元素离子，，所述两种元素离子包括第一元素离子和第二元素离子，所述第一元素离子为在光源激发下可产生热效应的元素，所述第二元素离子为在激光激发下可产生荧光的元素；

所述多模光纤的一端与光源相连，所述压力传感腔体设置在所述多模光纤的另一端，所述压力传感腔体包括第一反射面和第二反射面，所述压力传感探头膜片和所述压力传感腔体通过键合方法进行可靠连接。

优选的，所述第一元素离子包括但不限于稀土Eu元素。

优选的，所述第二元素离子包括但不限于钴元素。

优选的，所述光源为单一光源或者复合光源。

优选的，所述压力传感探头膜片包括但不限于硅、单模和多模光纤。

一种光纤传感器的制作方法，所述光纤传感器包括：多模光纤、压力传感探头膜片和压力传感腔体F-P，该制作方法包括：

使用加工方法在所述多模光纤的一端上加工出所述压力传感腔体；

使用键合方法将所述压力传感探头膜片和所述压力传感腔体进行键合，使得所述压力传感探头膜片和所述压力传感腔体进行可靠连接；

通过剪切方法将所述压力传感探头膜片剪切至目标厚度；

根据以上步骤制作生成所述光纤传感器。

优选的，所述加工方法为激光加工或化学腐蚀。

优选的，所述键合方法为阳极键合、激光熔融键合或化学键合。

优选的，所述剪切方法为激光加工或化学腐蚀。