[发明专利]半缺口套管式高精度多功能光纤光栅传感器设计

摘要

本发明提供的是一种高精度多功能光纤光栅传感器设计方法和制作安装工艺。该传感器在不同的安装方式下，能够实现如下特性：温度增敏，温度补偿应变增敏，温度补偿压/拉力测量和温度补偿压/拉位移同时测量。其设计包括：温度、应变增敏系数推导；应变增敏传感时温度补偿推导；其它量传感时温度补偿原理推导；各种力之间相互转换推导。制作安装工艺包括：关键的缺口设计封装；应变、位移传感器使用时，套管材料与环境热膨胀系数相同的选取方法；温度增敏传感器中配合使用导热膏；使用多栅区在内部提供温度参考的级联方式。

主权项

1，半缺口套管式高精度多功能光纤光栅传感器各项功能的理论推导a)作为温度补偿应变增敏传感器使用时，●温度补偿理论的推导，其特征是：内插棒热膨胀系数a2和内插部分长度L2与栅区长度L3比值符合如下特定温度补偿关系(1-P_e)[a2L2/L3+α]λ_B-(α+ζ)λ_B＝0；●应变增敏理论推导，其特征是：应变灵敏度为：ΔλBΔϵ=λB(1-Pe)L1/L3;]]>b)作为温度增敏传感器使用时，温度增敏理论的推导，其特征是：温度灵敏度为：ΔλBΔT=(1-Pe)[(a1-a2)L1/L3+a2-α]λB+(α+ζ)λB]]>外套管热膨胀系数a1，长度L1；c)作为温度补偿压/拉力传感器和温度补偿位移传感器使用时，●温度补偿理论的推导，其特征是：符合如下温度补偿关系(1-P_e)[(a1-a2)L1/L3+a2-α]λ_B-(α+ζ)λ_B＝0；●压/拉力传感器理论推导，其特征是：压/拉力灵敏度为：ΔλBΔF=SEλB(1-Pe)L1/L3]]>●位移传感器理论推导，其特征是：位移灵敏度为：ΔλBΔL=E′SEλB(1-Pe)L1/L3;]]>