专利名称：光纤光栅温度补偿传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤光栅温度补偿传感器，能消除温度对光纤光栅 传感器的影响。
背景技术：
光纤光栅的交叉敏感为应变测量带来了不便，人们为解决这一问题提出了 多种解决方案，从总体上这些方案可以分为两大类， 一类为应变、温度同时测 量法，多是利用双光栅或一个光栅与其它传感器的组合，分别测量出应变和温
度引起的波长漂移量，实现应变和温度的同时测量；另外一类是采取温度补偿 措施，去除温度变化引起的布拉格波长漂移部分，如采取负热膨胀系数的封装 材料等。
应变温度同时测量多是基于双光栅矩阵运算法，这种方法是在纤芯传感段重 叠写入两个不同波长的光纤光栅，利用两个光栅的不同温度灵敏系数和应变灵 敏系数，通过矩阵运算求得光纤光栅所受的应力和温度的变化，这一方法要求 两个光纤光栅必须满足条件两个光纤光栅的中心波长的差别要足够大，这种 方法的测量精度较低，应变测量精度约为10^，温度测量精度约为5。C。但此方 法为应变和温度同时测量提供了重要的思想方法，其它很多测量方法都是基于 这种思想。这类方法需要中心波长距离较远的两个光栅，因此往往需要两套宽 带光源和波长解调系统，因此在实际应用中局限性很大。
采用特殊材料对光纤光栅进行封装能够实现应变测量时的温度补偿，封装 用的特种材料具有负热膨胀系数，当环境温度变化时，特种封装材料能施加与 温度作用相反的应变以补偿由温度引起的波长变化，从而实现应变的测量。由于很难找到与光纤材料热膨胀系数精确匹配的特种封装材料，这种方法的应用
受到很大限制。

实用新型内容
本实用新型所要解决技术问题是，克服现有技术存在的问题，提供一种光 纤光栅温度补偿传感器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种光纤光栅温度补偿传感器，参考光纤光栅应变传感器位于钢管内并处 于自由状态，钢管的两端用橡皮塞封装，参考光纤光栅应变传感器的两端的引 出线均为铠装光缆；参考光纤光栅应变传感器与测量光纤光栅传感器通过铠装
光缆连接。
所述的测量光纤光栅传感器与参考光纤光栅应变传感器中心波长相差大于3訓。
所述的测量光纤光栅应变传感器与参考光纤光栅传感器之间的连接线铠装 光缆的长度小于10cm。
所述的测量光纤光栅应变传感器和参考光纤光栅应变传感器的型号均为 CB-FBG-E-100。
本实用新型应用时，将光纤光栅温度补偿传感器埋在混凝土中，其两端的 引出线与光纤光栅解调仪连接。
测量光纤光栅传感器和参考光纤光栅应变传感器对环境温度的变化具有相 同的响应，所以两者之间的波长相对漂移只与测量光纤光栅传感器所受力有关， 与环境温度变化无关，从而实现对温度补偿。
本实用新型的有益效果是
具有更为精确地测试混凝土结构温度的功能，充分利用光纤光栅的优越性能，能够克服既有温度传感器的一些缺点，考虑到混凝土介质温度环境与光纤 光栅传感器封装材料之间的相互作用，在测试结构应变时，实现对传感器的温 度补偿。


图l光纤光栅温度补偿传感器结构示意图。
图中测量光纤光栅应变传感器l、铠装光缆2、钢管3、橡皮塞4、参考光 纤光栅应变传感器5。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步说明。
光纤光栅温度补偿传感器，见图l。 一种光纤光栅温度补偿传感器，参考光 纤光栅应变传感器5位于钢管3内并处于自由状态，只感受外界温度的变化，不 受外界力变化影响。钢管3的两端用橡皮塞4封装，参考光纤光栅应变传感器5的 两端的引出线均为铠装光缆2;参考光纤光栅应变传感器5与测量光纤光栅传感 器1通过铠装光缆2连接。
所述的测量光纤光栅传感器1与参考光纤光栅应变传感器5中心波长相 差大于3nm。理论上中心波长相差越大越好，若小于3nm可能在测量过程中 两光栅中心波长会发生重叠，不能区分两传感器中心波长。
所述的测量光纤光栅应变传感器1与参考光纤光栅传感器5之间的连接 线铠装光缆2的长度小于10cm。理论上连接长度越短越好，若超10cm则测 量光纤光栅应变传感器1与参考光纤光栅传感器5所受环境温度影响不一 致。
所述的测量光纤光栅应变传感器1和参考光纤光栅应变传感器5的型号 均为CB-FBG-E-100(哈尔滨泰达尔科技有限公司生产)。
权利要求1.一种光纤光栅温度补偿传感器，其特征在于参考光纤光栅应变传感器(5)位于钢管(3)内并处于自由状态，钢管(3)的两端用橡皮塞(4)封装，参考光纤光栅应变传感器(5)的两端的引出线均为铠装光缆(2)；参考光纤光栅应变传感器(5)与测量光纤光栅传感器(1)通过铠装光缆(2)连接。
2. 根据权利要求1所述的一种光纤光栅温度补偿传感器，其特征在于测量光纤光栅传感器(1)与参考光纤光栅应变传感器(5)中心波长相差 大于3nm。
3. 根据权利要求1所述的一种光纤光栅温度补偿传感器，其特征在于 测量光纤光栅应变传感器(1)与参考光纤光栅传感器(5)之间的连接线铠 装光缆(2)的长度小于10cm。
4. 根据权利要求1所述的一种光纤光栅温度补偿传感器，其特征在于-测量光纤光栅应变传感器(1)和参考光纤光栅应变传感器(5)的型号均为 CB-FBG画E-画。
专利摘要一种光纤光栅温度补偿传感器，涉及一种光纤光栅温度补偿传感器。该传感器的参考光纤光栅应变传感器(5)位于钢管(3)内并处于自由状态，钢管(3)的两端用橡皮塞(4)封装，参考光纤光栅应变传感器(5)的两端的引出线均为铠装光缆(2)；参考光纤光栅应变传感器(5)与测量光纤光栅传感器(1)通过铠装光缆(2)连接。测量光纤光栅传感器(1)与参考光纤光栅应变传感器(5)中心波长相差大于3nm。测量光纤光栅应变传感器与参考光纤光栅传感器之间的连接线铠装光缆的长度小于10cm。测量光纤光栅应变传感器和参考光纤光栅应变传感器的型号均为CB-FBG-E-100。用于测量混凝土结构的内部应变，不受环境温度的影响。
文档编号G01K11/32GK201331395SQ20092010523
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者万里冰, 耀 周, 王元丰, 冰 韩 申请人:北京交通大学