[发明专利]光纤光栅二维传感器

摘要

本发明是一种光纤光栅二维传感器，涉及应力、压力、位移等参量的二维实时检测，属于传感技术领域。本发明的传感基元是一根双光栅串，双光栅串中的两个光纤光栅分别用粘结剂沿矩形弹性梁的中性面与表面的交线粘贴在相邻的两个侧面，其连接方式有两种反射式连接或透射式连接。当矩形弹性梁受到二维应力作用时，光纤光栅受到轴向应力作用，栅距发生变化，导致相邻两个侧面上的光纤光栅的反射(或透射)中心波长漂移量不同。根据波长漂移量的增加或减小，经波长测试仪检测后，由O/E电路将光信号转变为电信号，再经数据处理器处理，由显示器输出，从而实现高精度实时感测被测物的二维受力状态与形变状态(应力、压力、位移的大小和方向)。

主权项

1、一种光纤光栅二维传感器，其特征在于：它包括光纤光栅、光纤、矩形弹性梁、固定端、光纤接插器、光纤耦合器(或光环行器)、匹配液、光源、波长测试仪、O/E电路、数据处理器、显示器；双光栅串中的两个光纤光栅分别用粘结剂，沿矩形弹性梁的中性面与表面的交线平整地粘贴在相邻的两个侧面；若矩形弹性梁作为悬臂梁使用，光纤光栅粘贴在梁的末端位置；若矩形弹性梁作为简支梁使用，则光纤光栅粘贴在梁的中心位置。本二维传感器的连接有两种方式：反射式连接，即光纤耦合器(2×2或1×2光纤耦合器)或光环行器(三端口或四端口光环行器)一侧的两个端口，一端连接已粘贴的双光栅串，另一端置入匹配液；而光纤耦合器另外一侧的两个端口，一端接光源，另一端与波长测试仪、O/E电路、数据处理器、显示器依次连接；或透射式连接，即不用光纤耦合器(或光环行器)，将双光栅串的一端与光源直接连接，另一端与波长测试仪、O/E电路、数据处理器、显示器依次连接。所述的数据处理器根据应力矩阵、位移矩阵、合应力与合位移及方位角关系，可将光纤光栅传感器感测的应力、位移信号输入显示器分别输出。