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专利号: 2022108496669
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-03-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于F‑P干涉原理的毛细管内径光纤测量装置,其特征在于,包括宽带光源、光纤环形器、光学频谱分析仪和传输光纤,所述传输光纤一端为光纤连接端,另一端为光纤传感端,所述宽带光源与光纤环形器的光入射端口光连接,光学频谱分析仪与光纤环形器的光反射端口光连接,光纤连接端与光纤环形器的光出射端口光连接;所述光纤传感端包括剥去保护层和涂覆层后的裸纤本体,所述裸纤本体由纤芯和包层组成,裸纤本体的末端为45度角的斜抛光端面。

2.根据权利要求1所述的基于F‑P干涉原理的毛细管内径光纤测量装置,其特征在于,在45度角的斜抛光端面上设有用于加强裸纤本体内光反射的镀膜层。

3.根据权利要求1或2所述的基于F‑P干涉原理的毛细管内径光纤测量装置,其特征在于,所述传输光纤为单模光纤。

4.根据权利要求3所述的基于F‑P干涉原理的毛细管内径光纤测量装置,其特征在于,还包括检测平台,在检测平台上装配有光纤夹持座、三维移动平台和电子显微镜,所述待测毛细管固定在三维移动平台上,所述光纤传感端固定在光纤夹持座上且水平指向待测毛细管孔内方向,所述电子显微镜用于实时获取光纤传感端与毛细管孔对接时的图像信息。

5.根据权利要求4所述的基于F‑P干涉原理的毛细管内径光纤测量装置,其特征在于,所述光纤夹持座包括基座,在基座上转动连接有空心卡盘,所述光纤传感端同轴固定在空心卡盘内,当空心卡盘转动时带动光纤传感端同轴转动。

6.一种利用如权利要求1至4任一项所述的光纤测量装置进行的毛细管内径测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤A:将待测毛细管固定在三维移动平台上,将光纤传感端预固定在光纤夹持座上且平行指向待测毛细管孔内方向,然后在光纤连接端接入红光测试笔,测试红光沿纤芯传输到45度角的斜抛光端面时经过反射而沿裸纤本体径向方向射出,转动光纤传感端使得出射的测试红光位于竖直或者水平方向,最后将光纤传感端固定牢固;

步骤B:打开电子显微镜,调整电子显微镜让光纤传感端位于其观察视场范围内,然后三维移动平台动作,带动待测毛细管运动至测试红光处,让测试红光垂直照射在待测毛细管上,然后在电子显微镜视场下,继续微调三维移动平台,直至测试红光穿过待测毛细管中心位置;

步骤C:然后三维移动平台动作,让待测毛细管沿轴向后退,再沿着测试红光反方向移动让光纤传感端对准待测毛细管孔内,然后三维移动平台带动待测毛细管运动让光纤传感端位于待测毛细管内;

步骤D:取掉红光测试笔,将光纤连接端接入光纤环形器的光出射端口,打开宽带光源和光学频谱分析仪,然后三维移动平台带动待测毛细管沿着测试红光方向运动,直至裸纤本体紧贴待测毛细管内壁为止,然后根据光学频谱分析仪上获取的反射光谱图即可计算出待测毛细管内径。

7.根据权利要求6所述的毛细管内径测量方法,其特征在于,还包括步骤E:三维移动平台带动待测毛细管沿着测试红光反方向运动,直至裸纤本体紧贴待测毛细管内壁为止,然后根据光学频谱分析仪上获取的反射光谱图即可计算出待测毛细管壁厚。

8.一种利用如权利要求5所述的光纤测量装置进行的毛细管内径测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤A:将待测毛细管固定在三维移动平台上,将光纤传感端预固定在光纤夹持座上且平行指向待测毛细管孔内方向;

步骤B:打开电子显微镜,调整电子显微镜让光纤传感端位于其观察视场范围内,在电子显微镜视场下微调三维移动平台,让光纤传感端位于待测毛细管内;

步骤C:将光纤连接端接入光纤环形器的光出射端口,打开宽带光源和光学频谱分析仪,光纤传感端有四个测量点,分别为空心卡盘原始位置测量点、空心卡盘转动90度测量点、转动180度测量点、转动270度测量点;光学频谱分析仪上获取每个测量点的反射光谱图,然后计算出每个测量点包层到待测毛细管内壁之间的距离,最后根据该四个距离值计算出待测毛细管内径。