一種光纖光柵陣列傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光柵傳感器領(lǐng)域，具體的說是一種光纖光柵陣列傳感器，可用于測量柔性分布力。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的一種壓力測定系統(tǒng)為Ergocheck檢測系統(tǒng)(EMDEInc., Munich, Germany),這個系統(tǒng)由內(nèi)置有壓力傳感器的感應(yīng)壓力墊、系統(tǒng)電纜、計算機(jī)和監(jiān)視器等幾部分組成。壓力墊有684個檢測點。測量原理為，當(dāng)外界對感應(yīng)單元施以一定的壓力后，被測量出的壓力值通過ABW主機(jī)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成電信號，再由電腦對AWB主機(jī)傳出的電信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成平面和立體的受力圖形，可實時檢測和記錄按壓力的變化情況。
[0003]此外，有科研團(tuán)隊在壓敏導(dǎo)電橡膠的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款可檢測中醫(yī)推拿力的力學(xué)量綜合測定墊。其采用一種整體兩層式的結(jié)構(gòu)，先在模具上布置兩層行列導(dǎo)線，然后將導(dǎo)電橡膠注入模具中，等待它固化成型。當(dāng)傳感器表面施加一負(fù)載時，作為傳感器敏感材料的導(dǎo)電橡膠會發(fā)生變形，從而傳感器內(nèi)部節(jié)點位置也會相應(yīng)變化，引起行列電阻的變化。故可以根據(jù)行列電阻變化量計算出傳感器在電場作用下所呈現(xiàn)的形變信息，最終獲得受力信息。
[0004]以上兩種壓力檢測方法主要用到的是電信號，存在著電噪聲，所以測量精度不高，并且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制作，不適合產(chǎn)業(yè)化。其使用的傳感器單元體積大，不能大量密布，且無法布置在一些空間狹小的場所。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種光纖光柵陣列傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，體積小，便于各種場合使用，并且其測量精度更高。
[0006]本實用新型的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種光纖光柵陣列傳感器，所述光纖光柵陣列傳感器由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2_，上述光纖在熔接點處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設(shè)有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述光纖光柵陣列傳感器由5根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2mm,這5根光纖在熔接點處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設(shè)有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，5個通道排列形成一個5*5的光柵矩陣。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述光纖光柵陣列傳感器與多通道波長解調(diào)儀相連。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述光纖光柵陣列傳感器固定在柔性的基體材料中。
[0010]本實用新型光纖光柵陣列傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0011]1、柔性光纖光柵陣列傳感器具有較好的彈柔性、電絕緣性能好、抗干擾能力強(qiáng)、安全無毒、可重復(fù)使用。
[0012]2、墊制作方便，體積小，可以制作得很薄，適用于一些特殊場合。
[0013]3、能客觀、精確地測出力的大小、時間、方向、頻率等各項指標(biāo)，顯示同一時刻各點作用力的大小。
[0014]4、因為光柵很小，且光纖很細(xì)，所以可以在一塊很小的區(qū)域內(nèi)布置大量的光柵節(jié)點，能精確地測量區(qū)域內(nèi)各點的力的大小。
【附圖說明】
[0015]圖1為實施例光纖光柵陣列傳感器中單通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為實施例光纖光柵陣列傳感器的使用狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0018]如圖1、2所不，本實施例提供一種5*5的光纖光柵陣列傳感器，它是由5根光纖7并列布置，這5根光纖7在熔接點3處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道4。兩根光纖7之間間隔很小，間隔為0.1-0.2mm,在整個傳感器中就可以看作一條直線。每根光纖7上都設(shè)有一個光柵傳感器2，這些光柵傳感器2在通道4上等間距布置。5個通道4就形成了一個5*5的光柵矩陣。為了確定力作用的位置，采用了光的波分復(fù)用技術(shù)，每個通道4上使用不同反射波長的光柵傳感器2，只要確定了通道4和波長，就能確定力的作用位置。
[0019]使用時，上述光纖光柵陣列傳感器固定在柔性的基體材料I中，并在基體材料I中開工藝孔6。其中，基體材料是由RTV-2雙組份加成型有機(jī)硅材料和配套的固化劑混合物組成。購買武漢矽利康有機(jī)硅材料有限公司生產(chǎn)的含配套固化劑的產(chǎn)品，型號為M628，有機(jī)硅材料和配套固化劑按質(zhì)量比100:4比例混合均勻后，利用抽真空的方式去除基體材料中的氣泡，五個小時后能完全固化。因為有機(jī)硅材料收縮率大，光柵可能在固化過程中折斷，所以需要在基體材料中開工藝孔，減小收縮應(yīng)力，并減小光柵傳感器之間的干擾。
[0020]上述光纖光柵陣列傳感器中的5個通道與波長解調(diào)儀5連接，波長解調(diào)儀5將解調(diào)好的數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端，由PC端生成受力信息。本實用新型的工作原理是通過測量Bragg波長的變化實現(xiàn)對分布力的檢測。當(dāng)手碰觸光纖光柵陣列傳感器時，就會有作用力施加到某個光柵傳感器上，受力的傳感器由于有機(jī)硅基體材料的良好伸展性，受壓時伸展，嵌在基體里的光纖光柵會隨著基體的伸展而伸展，光纖光柵的光柵周期就會變化，從而Bragg光柵的中心波長就會相應(yīng)的發(fā)生變化，由多通道的波長解調(diào)儀可獲得光纖Bragg光柵的中心波長變化，計算機(jī)通過相應(yīng)的軟件實現(xiàn)分布力手法的數(shù)字化和可視化。
[0021]本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容，屬于本專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種光纖光柵陣列傳感器，其特征是:所述光纖光柵陣列傳感器由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2_，上述光纖在熔接點處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設(shè)有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵陣列傳感器，其特征是:所述光纖光柵陣列傳感器由5根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2mm，5根光纖在熔接點處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設(shè)有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，5個通道排列形成一個5*5的光柵矩陣。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖光柵陣列傳感器，其特征是:所述光纖光柵陣列傳感器固定在柔性的基體材料中。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖光柵陣列傳感器，其特征是:所述光纖光柵陣列傳感器與多通道波長解調(diào)儀相連。
【專利摘要】本實用新型涉及光柵傳感器領(lǐng)域，提供一種光纖光柵陣列傳感器，由多根光纖并列布置，兩根光纖之間間隔0.1-0.2mm，上述光纖在熔接點處熔接，串聯(lián)成一根光纖，形成一個通道，每根光纖上都設(shè)有一個不同反射波長的光柵傳感器，這些光柵傳感器在通道上等間距布置，若干個通道排列形成一個光柵矩陣。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，體積小，便于各種場合使用，并且其測量精度更高。
【IPC分類】G01L1/24
【公開號】CN204649334
【申請?zhí)枴緾N201520272848
【發(fā)明人】王漢熙, 祁耀斌, 程健, 胡佳文, 王愚佳
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月30日