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专利号: 2023114471729
申请人: 广东海洋大学
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:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.膜片式法珀干涉与FBG复用的光纤传感器批量制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,加工圆盘(1),在圆盘(1)一侧周向固定若干支撑柱(3),在圆盘(1)上开设若干通孔(2),之后对圆盘(1)进行装夹定位;

S2,在通孔(2)内均插入准直套管(5),并对准直套管(5)粘接固定,对准直套管(5)和支撑柱(3)的端部分别进行抛光处理;

S3,对固定有准直套管(5)的圆盘(1)置超声清洗,之后取出烘干;

S4,加工膜片,对膜片其中一个面打磨抛光,抛光后的膜片光胶在支撑柱(3),且抛光面与准直套管(5)接触,之后对膜片另一个面进行打磨形成磨砂面;

S5,将圆盘(1)放置在激光器下方,磨砂面向上,设置激光焊接圆形路径的半径,依次将所有的准直套管(5)分别与膜片焊接;

S6,在准直套管(5)内壁分别进行固定光纤、光纤上刻写FBG操作,依次作业,完成所有准直套管(5)的加工;

S7,对准直套管(5)进行下盘操作,并对准直套管(5)清洗烘干,完成传感结构的加工;

所述S1中,圆盘(1)加工的具体过程包括以下步骤:

S11,打磨,将玻璃材料打磨加工成厚度为10mm、直径为150mm的圆形结构,并对两面进行打磨整平;

S12,抛光,圆盘(1)两面整平之后对两面分别进行抛光处理,保证两面光洁度为20/10;

S13,在圆盘(1)中心开设装夹孔(4),并将支撑柱(3)固定在圆盘(1)上;

S14,在圆盘(1)上沿半径线方向同轴且等间距设置若干路径线,在路径线分别上开设所述通孔(2),所述通孔(2)圆心位于圆盘(1)的半径线上,且每条半径线上仅设置一个圆孔,相邻所述圆孔对应半径线之间的夹角为1.5°‑5°;

S15,通过夹具对圆盘(1)定位;

所述S6中,光纤固定、刻写FBG包括以下步骤:

S61,调整圆盘(1)角度,使圆盘(1)轴线水平;

S62,将光纤从准直套管(5)远离膜片一端插入;

S63,调节飞秒激光的焦点位置,利用飞秒激光融化准直套管(5)内壁材料实现光纤粘连,之后再次利用飞秒激光在固定区域刻写一个FBG,最后在准直套管(5)对光纤进行固定焊接,即可完成单个准直套管(5)的加工,利用飞秒激光融化准直套管(5)内壁材料的同时,向准直套管(5)内推送光纤,确保FBG在两个固定点之间处于松弛状态,之后飞秒激光熔融准直套管(5)内壁粘住光纤完成光纤固定;

S64,旋转圆盘(1)依次完成所有准直套管(5)的加工。

2.根据权利要求1所述的膜片式法珀干涉与FBG复用的光纤传感器批量制作方法,其特征在于:所述S3中,所述圆盘(1)置于无水乙醇中清洗,清洗次数不少于三次,每次清洗时间不少于三分钟。

3.根据权利要求1所述的膜片式法珀干涉与FBG复用的光纤传感器批量制作方法,其特征在于:所述S63中,光纤从准直套管(5)远离膜片一端插入过程中由光谱仪或光纤光栅解调仪监控。

4.根据权利要求1所述的膜片式法珀干涉与FBG复用的光纤传感器批量制作方法,其特征在于:所述S7中,通过加热使准直套管(5)与圆盘(1)通孔(2)之间的胶融化,之后对准直套管(5)进行下盘操作。

5.根据权利要求1所述的膜片式法珀干涉与FBG复用的光纤传感器批量制作方法,其特征在于:所述S4中,膜片光胶好之后,在光胶连接处涂覆光胶快干保护液。