本實用新型屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于TFBG的橫向壓力傳感器。

背景技術(shù)：

在各種類型的壓力傳感器中，光纖Bragg光柵(FBG)壓力傳感器由于設(shè)計靈活、抗電磁干擾等優(yōu)點受到關(guān)注，其輕巧和易于復(fù)用的特性使得它非常適合埋入被測材料的內(nèi)部構(gòu)成智能結(jié)構(gòu)。

目前，大多數(shù)FBG橫向壓力傳感器是基于應(yīng)力致雙折射原理實現(xiàn)對橫向壓力的傳感測量，利用TFBG反射光譜特性測量橫向壓力比以前的方法都要精準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于TFBG的橫向壓力傳感器，通過觀察FFT峰值的變化來對橫向壓力進(jìn)行檢測，該結(jié)構(gòu)易于集成，便于實現(xiàn)。

本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于TFBG的橫向壓力傳感器，由寬帶光源(1)，光譜儀(2)，3db耦合器(3)，傳感器(4)，第一金屬片(5)，第一彈性材料(6)，第一支撐光纖(7)，TFBG(8)，第二支撐光纖(9)，第二金屬片(10)，第二彈性材料(11)，Au膜 (12)組成，其特征在于：寬帶光源(1)與光譜儀(2)分別接在3db耦合器(3)的端口1 和端口3上，3db耦合器(3)的端口2通過傳輸光纖連接傳感器(4)。

所述的傳感器(4)由TFBG(8)和第一金屬片(5)，第一彈性材料(6)，第一支撐光纖 (7)，第二支撐光纖(9)，第二金屬片(10)，第二彈性材料(11)構(gòu)成夾層結(jié)構(gòu)。

所述的TFBG(8)傾角為4°，長為5mm，在光柵區(qū)一側(cè)距光柵尾部0.5cm處垂直切斷光纖，在端面鍍上Au膜(12)。

本實用新型的工作原理是：寬帶光源(1)發(fā)出的光經(jīng)過傳輸光纖進(jìn)入3db耦合器(3) 的端口1，從3db耦合器(3)的端口2出來進(jìn)入傳感器(4)中的TFBG(8)，激發(fā)出大量的向后傳輸?shù)陌鼘幽Ｅc前向傳輸?shù)睦w芯模，前向傳輸?shù)睦w芯模繼續(xù)向前傳輸至鍍有Au膜(12) 的端面，此時光被反射回去，光從3db耦合器(3)的端口2進(jìn)入，從3db耦合器(3)的端口3出來，光譜儀(2)檢測光譜信號的變化，當(dāng)在TFBG(8)的光柵區(qū)施加沿著垂直光纖的軸向方向壓力的時候，壓力通過第一金屬片(5)和第二金屬片(10)以及第一彈性材料(6)，第二彈性材料(11)，第一支撐光纖(7)，第二支撐光纖(9)組成的夾層結(jié)構(gòu)，光譜儀(2) 檢測到的光譜經(jīng)過FFT變換(快速傅立葉變換)，參照附圖4并且觀察FFT譜的變化即可完成對壓力的檢測。

本實用新型的有益效果是：采用了FFT變換可以避免光源功率的抖動及環(huán)境溫度對橫向壓力測量的影響，為光纖橫向壓力傳感器提供了一種切實可行的方案，簡單易行，方便可靠。

附圖說明

圖1是一種基于TFBG的橫向壓力傳感器的系統(tǒng)圖。

圖2是一種基于TFBG的橫向壓力傳感器的傳感部位截面圖。

圖3是一種基于TFBG的橫向壓力傳感器的TFBG鍍膜圖。

圖4是一種基于TFBG的橫向壓力傳感器的FFT譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參見附圖1，2，3，4，一種基于TFBG的橫向壓力傳感器，由寬帶光源(1)，光譜儀(2)， 3db耦合器(3)，傳感器(4)，第一金屬片(5)，第一彈性材料(6)，第一支撐光纖(7)， TFBG(8)，第二支撐光纖(9)，第二金屬片(10)，第二彈性材料(11)，Au膜(12)組成，其特征在于：寬帶光源(1)與光譜儀(2)分別接在3db耦合器(3)的端口1和端口3上， 3db耦合器(3)的端口2通過傳輸光纖連接傳感器(4)；傳感器(4)由TFBG(8)和第一金屬片(5)，第一彈性材料(6)，第一支撐光纖(7)，第二支撐光纖(9)，第二金屬片(10)，第二彈性材料(11)構(gòu)成夾層結(jié)構(gòu)；TFBG(8)傾角為4°，長為5mm，在光柵區(qū)一側(cè)距光柵尾部0.5cm處垂直切斷光纖，在端面鍍上Au膜(12)。

本實用新型的工作原理是：寬帶光源(1)發(fā)出的光經(jīng)過傳輸光纖進(jìn)入3db耦合器(3) 的端口1，從3db耦合器(3)的端口2出來進(jìn)入傳感器(4)中的TFBG(8)，激發(fā)出大量的向后傳輸?shù)陌鼘幽Ｅc前向傳輸?shù)睦w芯模，前向傳輸?shù)睦w芯模繼續(xù)向前傳輸至鍍有Au膜(12) 的端面，此時光被反射回去，光從3db耦合器(3)的端口2進(jìn)入，從3db耦合器(3)的端口3出來，光譜儀(2)檢測光譜信號的變化，當(dāng)在TFBG(8)的光柵區(qū)施加沿著垂直光纖的軸向方向壓力的時候，壓力通過第一金屬片(5)和第二金屬片(10)以及第一彈性材料(6)，第二彈性材料(11)，第一支撐光纖(7)，第二支撐光纖(9)組成的夾層結(jié)構(gòu)，光譜儀(2) 檢測到的光譜經(jīng)過FFT變換(快速傅立葉變換)，參照附圖4并且觀察FFT譜的變化即可完成對壓力的檢測。