一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)，包括入射光纖、接收光纖、填充物和保護(hù)套，入射光纖與接收光纖均相互平行設(shè)置，入射光纖共一根，所述接收光纖是單根尺寸參數(shù)為50±3???????????????????????????????????????????????的多模光纖，接收光纖以入射光纖為中心依次緊密排布組成一圓形的光纖束結(jié)構(gòu)，且入射光纖與接收光纖之間的邊界距離為130-140，保護(hù)套套在接收光纖所組成光纖束結(jié)構(gòu)的外側(cè)，填充物填充在保護(hù)套與接收光纖之間以及接收光纖與入射光纖之間。以解決現(xiàn)有的反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的結(jié)構(gòu)設(shè)計不理想，接收光纖能夠耦合反射光的量達(dá)不到最優(yōu)效果，從而使得光纖壓力傳感器達(dá)不到最優(yōu)化的效果的問題。本實用新型專利技術(shù)屬于傳感器探頭領(lǐng)域。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)提供一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)，包括入射光纖、接收光纖、填充物和保護(hù)套，入射光纖與接收光纖均相互平行設(shè)置，入射光纖共一根，所述接收光纖是單根尺寸參數(shù)為50±3 的多模光纖，接收光纖以入射光纖為中心依次緊密排布組成一圓形的光纖束結(jié)構(gòu)，且入射光纖與接收光纖之間的邊界距離為130-140，保護(hù)套套在接收光纖所組成光纖束結(jié)構(gòu)的外側(cè)，填充物填充在保護(hù)套與接收光纖之間以及接收光纖與入射光纖之間。以解決現(xiàn)有的反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的結(jié)構(gòu)設(shè)計不理想，接收光纖能夠耦合反射光的量達(dá)不到最優(yōu)效果，從而使得光纖壓力傳感器達(dá)不到最優(yōu)化的效果的問題。本技術(shù)屬于傳感器探頭領(lǐng)域?！緦＠f明】一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)
本技術(shù)涉及一種傳感器探頭光纖束的布置結(jié)構(gòu)，屬于光纖壓力傳感器探頭設(shè) 計領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
壓力傳感器是一種測量液體或氣體壓強(qiáng)的傳感器，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，是監(jiān)測 與控制中所必備的元件，不僅可以測量壓力，還可間接測量流量、流速等?，F(xiàn)在市場上擁有 多種不同技術(shù)原理的壓力傳感器，常見的有電阻式、電容式、壓電式等。隨著光通訊技術(shù)的 發(fā)展，光纖傳感器逐漸成為相關(guān)領(lǐng)域中的熱點，由于它靈敏度高、體積小、電絕緣性好、抗電 磁干擾能力強(qiáng)、易實現(xiàn)遙測、能很好的適用于一些特殊行業(yè)與惡劣環(huán)境等優(yōu)點得到業(yè)界廣 泛認(rèn)可，反射型光纖壓力傳感器就是現(xiàn)有壓力傳感器中使用較為普遍的一種，但現(xiàn)有的反 射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的結(jié)構(gòu)設(shè)計并不理想，接收光纖能夠耦合反射光的量達(dá) 不到最優(yōu)效果，從而使得光纖壓力傳感器達(dá)不到最優(yōu)化的效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于：提供一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié) 構(gòu)，以解決現(xiàn)有的反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的結(jié)構(gòu)設(shè)計不理想，接收光纖能夠 耦合反射光的量達(dá)不到最優(yōu)效果，從而使得光纖壓力傳感器達(dá)不到最優(yōu)化的效果的問題。 本技術(shù)的方案如下：一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)， 包括入射光纖、接收光纖、填充物和保護(hù)套，入射光纖與接收光纖均相互平行設(shè)置，入射光 纖共一根，所述接收光纖是單根尺寸參數(shù)為50±3 _的多模光纖，接收光纖以入射光纖 為中心依次緊密排布組成一圓形的光纖束結(jié)構(gòu)，且入射光纖與接收光纖之間的邊界距離為 130-140 ，保護(hù)套套在接收光纖所組成光纖束結(jié)構(gòu)的外側(cè)，填充物填充在保護(hù)套與接收 光纖之間以及接收光纖與入射光纖之間。 優(yōu)選地，所述入射光纖的外部貼緊設(shè)置有入射光纖外部保護(hù)套，保護(hù)入射光纖。 優(yōu)選地，接收光纖與保護(hù)套之間還設(shè)置有鋼絲，鋼絲與接收光纖相互平行，且鋼絲 也以入射光纖為中心依次排布組成一圓形的鋼絲束結(jié)構(gòu)，保護(hù)入射光纖和接收光纖，同時 增加光纖束結(jié)構(gòu)的抗拉性能。 優(yōu)選地，所述鋼絲束結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)層保護(hù)套。 優(yōu)選地，入射光纖的尺寸參數(shù)為100/140 即芯徑100 _，外徑140 優(yōu)選地，接收光纖共二十六根，且入射光纖與接收光纖之間的邊界距離為135 本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點是接收光纖選用較小纖芯直徑的多模光 纖，并且入射光纖與接收光纖的間距，以及接收光纖之間的間距都較小，可保證接收光纖能 夠耦合更多的反射光(理論依據(jù)見【具體實施方式】)，使得反射型光纖壓力傳感器探頭達(dá)到最 佳探測效果，保證壓力探測的精確度。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是光纖束分布結(jié)構(gòu)簡圖； 圖3是光纖反射光錐與接收光纖位置關(guān)系圖； 圖4是同軸分布的結(jié)構(gòu)簡圖； 圖5是反射光錐與接收光纖位置關(guān)系圖 其中：1是指反射面，2是指出射光斑，3是指反射光錐端面，4是指接收光纖端面， 5是指反射光錐端面與RF相切，6是指反射光錐端面與RF相容，7是指反射光錐端面與RF 相交； 圖6是光纖束結(jié)構(gòu)示意圖 其中：（a)為n=9的光纖束結(jié)構(gòu)，n是指接收光纖數(shù)量，（b)為n=10的光纖束結(jié) 構(gòu)； 圖7是不同組合光纖束P-M曲線； 圖8是i值下限計算圖； 圖9是/值上限計算圖； 圖10是傳感器探頭P- M曲線圖。 【具體實施方式】 為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將參照附圖對本實用新 型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述， 實施例： 參照圖1，本實施例提供一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)，包 括入射光纖1、接收光纖2、填充物3和保護(hù)套4,在傳感器探頭內(nèi)，入射光纖1與接收光纖 2均相互平行設(shè)置，入射光纖1是一根尺寸參數(shù)為100/140 的光纖結(jié)構(gòu)，接收光纖2共 二十六根，接收光纖2是單根尺寸參數(shù)為50±3 _的多模光纖，接收光纖2以入射光纖1 為中心依次緊密排布組成一圓形的接收光纖束結(jié)構(gòu)，且入射光纖1與接收光纖2之間的邊 界距離為135 ，保護(hù)套4套在接收光纖束結(jié)構(gòu)的外側(cè)，填充物3填充在保護(hù)套4與接收 光纖2之間以及接收光纖2與入射光纖1之間，整體的光纖束結(jié)構(gòu)可稱之為同軸型光纖束， 其直徑優(yōu)選1mm。 入射光纖1的外部貼緊設(shè)置有入射光纖外部保護(hù)套5,接收光纖2與保護(hù)套4之間 設(shè)置有鋼絲6,鋼絲6與接收光纖2相互平行，且鋼絲6也以入射光纖1為中心依次排布組 成一圓形的鋼絲束結(jié)構(gòu)，所述鋼絲束結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)層保護(hù)套7。 本實施例采用的光纖束結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的布置結(jié)構(gòu)，其位置及光纖尺寸的選取是基于 如下的優(yōu)化方法所得出： (1)光纖束的優(yōu)化設(shè)計 如圖2所示，光纖束壓力傳感器的光纖束結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，設(shè)計變量有^ (入射光纖半 徑)、『2 (接收光纖半徑)、/ (入射光纖與接收光纖之間邊界距離)與A (兩接收光纖之間邊界 距離的一半)?，F(xiàn)在分析優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)及變量的約束條件，在這里優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是 使接收光纖能夠耦合更多的反射光，即其強(qiáng)度調(diào)制函數(shù)M具有更大的峰值。建模時仍然近 似認(rèn)為多模光纖的出射光場強(qiáng)度分布均勻，經(jīng)分析不難得出，強(qiáng)度調(diào)制函數(shù)M出現(xiàn)峰值應(yīng) 該在反射光錐端面邊界與接收光纖外邊界相切時，如下圖3所示（圖中TF為入射光纖，RF為 接收光纖)。 在光纖探頭設(shè)計中，很多時候會采用入射光纖與反射面同軸的分布形式，這種分 布形式緊湊、規(guī)則、易于加工實現(xiàn)?，F(xiàn)在利用解析法原理，對這種分布形式的強(qiáng)度調(diào)制模型 進(jìn)行分析。如下圖4所示，即為輸出光纖與反射面同軸分布的結(jié)構(gòu)簡圖，圖中、i#為 邊界出射光線，ics、分別為其發(fā)生曲面反射后的光線（圖中if、/助、、心F雖然沒有 明確寫出，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，A、B、C、D、E、F這些點已在圖中明確標(biāo)出，/#、/抑、 、也就是顯而易見的了），而反射光光錐EF端面與接收光纖端面之間的位置關(guān)系如圖5 所示。 對上述分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析法建模，可得到如下（1-1)所示的數(shù)學(xué)模型，對該數(shù)學(xué)模 型進(jìn)行計算，即可得到輸出光纖與反射面同軸分布時的P-M曲線，分析出此時接受光強(qiáng)度 隨著外界壓力不同而發(fā)生變化的趨勢，并與光纖對稱分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比。 【權(quán)利要求】1. 一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)，包括入射光 纖（1)和接收光纖（2)，入射光纖（1)與接收光纖（2)均相互平行設(shè)置，入射 光纖（1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種反射型光纖壓力傳感器探頭中光纖束的布置結(jié)構(gòu)，包括入射光纖（1）和接收光纖（2），入射光纖（1）與接收光纖（2）均相互平行設(shè)置，入射光纖（1）共一根，其特征在于：所述接收光纖（2）是單根尺寸參數(shù)為50±3的多模光纖，接收光纖（2）以入射光纖（1）為中心依次緊密排布組成一圓形的光纖束結(jié)構(gòu)，且入射光纖（1）與接收光纖（2）之間的邊界距離為130?140。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡浩，鐘麗瓊，陳明強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：貴州大學(xué)，
類型：新型
國別省市：貴州;52