【技術實現步驟摘要】
本申請涉及光纖傳感，尤其是涉及一種溫度自補償的mems光纖應變傳感器。
技術介紹
1、傳統的mems光纖應變傳感器在環境溫度變化時會導致測量誤差增加，這嚴重限制了其在實際工程應用中的可靠性和準確性。具體地，隨著外界溫度的變化，傳感器的支架以及傳感器套管會隨溫度發生相應的變化，繼而使得mems光纖應變傳感器之中的fp腔發生變化，繼而嚴重影響了測量結果,這嚴重限制了mems光纖應變傳感器的實際應用，因此對mems光纖應變傳感器進行溫度補償是十分必要。
2、現有技術涉及應變傳感器靈敏度低，溫度、自身結構形變等其它微小蠕變的干擾對測量結果影響較大。而現有的相關解決方案也往往依賴于外部溫度補償裝置或復雜的數據處理算法，增加了系統的成本和復雜性。
3、因此，現有技術還有待改進和提高。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題中的一個或多個，例如現有mems光纖應變傳感器受溫度干擾對測量結果影響較大等問題，本公開提供一種溫度自補償的mems光纖應變傳感器，旨在通過內置的溫度自補償結構，實現在廣泛溫度范圍內的精確應變測量，從而降低了環境溫度變化對傳感器性能的影響，提高其在實際應用中的可靠性和穩定性。
2、在本公開的第一方面，提出了一種溫度自補償的mems光纖應變傳感器，該mems光纖應變傳感器包括：支撐基體，被構造成對角線相互垂直且四條邊長度相等的四邊形框架結構；第一器件，包括第一器件自由端和第一器件約束端，上述第一器件約束端被設置成固定在上述支撐基體的四邊形框架
3、進一步地，在一些實施例中，上述第一器件被設置成與上述支撐基體緊靠，上述第一器件約束端在遠離上述第一器件自由端的盡頭處被設置有第一器件約束端端面，上述第一器件約束端在靠近上述第一器件約束端端面、且與上述支撐基體接觸的邊緣處被設置成固定在上述支撐基體的四邊形框架結構的長邊的一端上；上述第二器件被設置成與上述支撐基體緊靠，上述第二器件約束端在遠離上述第二器件自由端的盡頭處被設置有第二器件約束端端面，上述第二器件約束端在靠近上述第二器件約束端端面、且與上述支撐基體接觸的邊緣處被設置成固定在上述支撐基體的四邊形框架結構的長邊的另一端上。
4、進一步地，在一些實施例中，上述第一器件約束端端面被設置成上述第一準直透鏡的工作端的端面，上述第二器件約束端端面被設置成上述第二準直透鏡的工作端的端面；上述第一準直透鏡的工作端的端面被設置成朝向上述第二準直透鏡的工作端的端面；并且上述第一準直透鏡的工作端的端面被設置成與上述第二準直透鏡的工作端的端面平行且同軸。
5、進一步地，在一些實施例中，上述第一金屬管包括第一金屬管自由端和第一金屬管約束端，上述第一器件自由端被設置成上述第一金屬管自由端并且靠近上述第一準直透鏡的工作端，上述第一器件約束端被設置成上述第一金屬管約束端并且遠離上述第一準直透鏡的工作端；上述第二金屬管包括第二金屬管自由端和第二金屬管約束端，上述第二器件約束端被設置成上述第二金屬管約束端并且靠近上述第二準直透鏡的工作端，上述第二器件自由端被設置成上述第二金屬管自由端并且遠離上述第二準直透鏡的工作端。
6、進一步地，在一些實施例中，上述第一金屬管約束端至上述第二金屬管約束端的距離被設置為長度d1，上述第一金屬管自由端至上述第一金屬約束端的距離被設置成長度d2；使得當第一金屬材料線性熱膨脹系數a1和第二金屬材料線性熱膨脹系數a2時，滿足d1*a1-d2*a2=0。
7、進一步地，在一些實施例中，上述第一器件約束端和上述第二器件約束端被分別焊接固定在上述支撐基體上。
8、進一步地，在一些實施例中，上述第一金屬材料由4j36構成，上述第二金屬材料由純度99%的鎳構成。
9、進一步地，在一些實施例中，上述第一準直透鏡的工作端的端面被研磨后鍍高反膜，上述高反膜的反射率被設置成65%；上述第二準直透鏡的工作端的端面被研磨后鍍高反膜，上述高反膜的反射率被設置成95%。
10、進一步地，在一些實施例中，上述第一器件與上述第二器件之間被設置有防塵罩，上述防塵罩被設置成覆蓋并密封上述第一器件與上述第二器件之間的間隙。
11、進一步地，在一些實施例中，上述支撐基體被構造成菱形結構，上述菱形結構的銳角被設置成48°。
12、本公開的有益效果在于。
13、1）在一些實施例中，通過內置的溫度自補償結構，實現在廣泛溫度范圍內的精確應變測量，從而降低了環境溫度變化對傳感器性能的影響，提高其在實際應用中的可靠性和穩定性。具體地，通過對mems準直透鏡金屬化，例如，第一金屬管包覆的第一準直透鏡和第二金屬管包覆的第二準直透鏡，使光纖與金屬材料可以牢固地焊接在一起，使用不同的金屬材料調節其線性熱膨脹系數，形成對應結構后，實現mems光學應變傳感器的自溫度補充，有效地減少了環境溫度變化對傳感器測量結果的影響，從而顯著提高了測量精度。
14、2）在一些實施例中，將第一器件約束端在靠近第一器件約束端端面、且與支撐基體接觸的邊緣處被設置成焊接固定在支撐基體的四邊形框架結構的長邊的一端上以及第二器件約束端在靠近第二器件約束端端面、且與支撐基體接觸的邊緣處被設置成焊接固定在支撐基體的四邊形框架結構的長邊的另一端上，用于防止當第一器件（或第二器件）與支撐基體的熱膨脹系數不同時、相互在熱脹冷縮時膨脹或收縮量會相互作用影響，繼而防止導致無法確定器件膨脹或收縮變化與熱膨脹系數之間明確關系，從而防止無法確定自溫補器件關鍵參數的獲取；繼而，才能有效地通過有效設置包覆準直透鏡的金屬管的約束端和自由端，實現準直透鏡的金屬管，支撐基體，以及金屬管相應端面之間的位置關系，實現對其中f-p腔自溫補調整（即f-p腔之間距離不隨溫度變化）的可能，從而實現對mems光學應變傳感器的自溫補的構建。
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1.一種溫度自補償的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
9.根據權利要求1所述的MEMS光纖應變傳感器，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種溫度自補償的mems光纖應變傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的mems光纖應變傳感器，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的mems光纖應變傳感器，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的mems光纖應變傳感器，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的mem...
【專利技術屬性】
技術研發人員：凌晶芳，鐘少龍，
申請(專利權)人：上海拜安傳感技術有限公司，
類型：新型
國別省市：
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