[发明专利]光纤压力传感器及其感测方法

权利要求书

1.一种用于测量压力的光纤(10)，包括：

纤芯(12)，其用于沿所述纤芯(12)的长度引导光信号；以及

包覆层(14)，其包括围绕所述纤芯(12)设置的多个应力施加部件(16)，

其特征在于，所述多个应力施加部件(16)平行于所述纤芯(12)并围绕所述纤芯对称地设置以在施加外部压力时引起增强的对称剪切应力，同时防止双折射。

2.根据权利要求1所述的光纤(10)，其中，所述应力施加部件(16)由硼硅酸盐(B₂O₃+SiO₂)、Al₂O₃+La₂O₃+SiO₂或F+SiO₂棒中的至少一种或空空气孔制成。

3.根据权利要求1所述的光纤(10)，其中，所述包覆层(14)包括对称地围绕所述纤芯(12)的至少两个孔正交对以放置所述应力施加部件(16)。

4.根据权利要求1所述的光纤(10)，其中，所述包覆层(14)和所述应力施加部件(16)的机械性能差异在施加外部压力时引起增强的对称剪切应力。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光纤(10)，其中，所述光纤(10)是单模光纤。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光纤(10)，其中，所述光纤(10)用于多种应用，包括测量地下井中的外部压力以及民用和机械结构的健康监测。

7.一种沿着光纤(10)的长度测量压力的方法，包括：

提供具有纤芯(12)、围绕所述纤芯(12)的包覆层(14)以及多个应力施加部件(16)的光纤(10)，所述多个应力施加部件(16)平行于所述纤芯(12)并围绕所述纤芯(12)对称地设置在所述包覆层(14)中；

经由所述光纤(10)在第一端接收光信号；

经由所述光纤(10)通过所述纤芯(12)传输所述光信号而不引起双折射；

在所述光纤(10)的所述第一端接收散射光信号；以及

使用散射测量单元分析所述散射光信号以确定所述光纤(10)中的应变。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个应力施加部件(16)包括一对由硼硅酸盐(B₂O₃+SiO₂)，Al₂O₃+La₂O₃+SiO₂或F+SiO₂中的至少一种制成的棒或空气孔并被放置于所述包覆层(14)中以在施加外部压力时产生增强的对称剪切应力。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述光信号在没有双折射、不同模态偏振灵敏度和偏振模色散的情况下通过所述光纤(10)传输。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，与标准单模光纤相比，所述光纤(10)提供改进的应变灵敏度。