差动式光纤微弯传感器
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1.一种差动式光纤微弯传感器，其特征是：在两个骨架上分别固定两个变形齿，不同骨架上 的两个变形齿的齿尖相对放置形成变形齿对，构成两个光纤变形装置，两根光纤分别置于 两对微弯变形齿对的齿隙之间。
2.如权利1要求所述的差动式光纤微弯传感器，其特征是两个骨架相互分开，并可以发生位 置上的相对移动。
3.如权利1所述的差动式光纤微弯传感器，其特征是每对变形齿的两个齿分别被固定在两个 骨架上。
4.如权利1所述的差动式光纤微弯传感器，其中变形齿的齿尖具有一定圆弧。
5.如权利1所述的差动式光纤微弯传感器，其特征是待测参量使得一根光纤弯曲变形加剧， 光纤的微弯损耗增加，使另一光纤弯曲变形变小，光纤的微弯损耗减小，两个光纤中的光 强信号的增减始终相反地发生变化，构成差动式。
技术领域
本发明是一种差动式光纤微弯传感器，尤其是指利用光纤弯曲损耗测量位移、力、应力、 应变、温度和加速度等并以差动信号输出的光纤传感器。它是属于光学检测器件。
背景技术
现有文献中，国内外学者对光纤微弯传感器的研究，主要集中在传感器的理论、特性和 应用上(文献[1]：John，W.Berthold，III.；Historical review of microbend fber-optic sensors， Journal of Lightwave Technology，1995，13(7)：1193～1199)。发明专利“光纤微弯传感器”(文 献[2]：发明专利，公开号：CN1156819A，申请号：96116927.3)是为了解决能够测量构件拉 申应变的问题，尺寸较大，安装不方便，在应用上具有很大的局限性。在这些研究当中，现 有光纤微弯传感器通常只能用于测量单一被测参量，如文献[2]只是用于构件的应变测量，而 文献[3]和[4]只是用于测量液位和温度。([3]S.F. Knowles，B.E.Jones，S.Purdy，C.M.France， Multiple microbending optical-fiber sensors for measurement of fuel quantity in aircraft fule tanks， Sensors and Actuators A：Physical，1998，68(1-3)：320～323.[4]马乃兵，骆飞，张德银，光纤 微弯压力传感器，光纤与电缆及其应用技术，1999，(1)：42-45.)。在实际测量当中，有时不 但需要测量参量的大小，而且还需要判断位移的正负(即位移的方向)，是拉力还是压力，以 及判断被测构件是拉申应变或者压缩应变等。现有光纤微弯传感器一般只能测量单一方向的 被测参量。
发明内容
本发明是基于当光纤发生微弯时，光纤中光的强度信号发生衰减，产生弯曲损耗。这是 因为光纤发生微弯时，光纤中产生模式耦合，导模散射为辐射模，即纤芯中传输的导模辐射 到光纤之外。本发明特征是：在两个骨架上分别固定安装两个变形齿，不同骨架上的两个变 形齿相对放置构成变形齿对，形成两个光纤变形装置。两根光纤分别置于两对微弯变形齿对 的齿隙之间，预先调整骨架位置使两根光纤产生同样程度的弯曲。当两个骨架发生相对位置 移动时，一根光纤弯曲变形加剧，光纤的微弯损耗增加，另一光纤微弯变形减弱，光纤的微 弯损耗减小。两个光纤的信号增减始终相反地改变，从而构成差动式光纤微弯传感器。通过 测量两根光纤的光强信号，获得待测量的大小和方向。两个骨架分别被固定在被测构件上， 可以感测构件的应力或应变，成为应力或应变传感器。也可以固定其中一个骨架，压(拉) 力作用在另外一个骨架上，使得两个骨架产生相对移动，用于测量压(拉)力，成为压(拉) 力传感器。同样可以用于加速度、温度和液位的测量。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理图。
图2是本发明用于应力应变测量的基本结构示意图。
图3是本发明用于位移、拉(压)力测量的基本结构示意图。
图1中1.变形齿，2.变形齿，3.光纤，4.光纤，5.变形齿，6.变形齿，7.骨架， 8.骨架。
图2中1.变形齿，2.变形齿，3.光纤，4.光纤，5.变形齿，6.变形齿，7.骨架， 8.骨架。9.被测对象，10.支架。
图3中1.变形齿，2.变形齿，3.光纤，4.光纤，5.变形齿，6.变形齿，7.骨架， 8.骨架，11.参照体。
具体实施方式
本发明用于位移、压(拉)力的测量技术方案是：变形齿1和变形齿5被固定在骨架8上， 变形齿2和变形齿6被固定在骨架7上，骨架7和骨架8是彼此独立分开的。变形齿1和变形齿2 形成变形齿对，变形齿5和变形齿6形成另外一个变形齿对。置光纤3于由变形齿1和变形齿2 形成的微弯变形齿的齿隙之间，置光纤4于由变形齿5和变形齿6形成的微弯变形齿的齿隙之 间，调整两个骨架相对位置使两根光纤产生同样程度的弯曲。将骨架7固定在参照体11上，待 测压(拉)力施加在骨架8上，或直接使骨架8发生相对于骨架7的相对位移。骨架7和骨架8 的相对移动，改变变形齿对中的光纤弯曲程度，测量光纤光强信号，可以测量压(拉)力的 小，也可以测量位移的大小和方向。
将本发明的几个特征重新组合，或者稍作修改和变动，即形成了新的技术方案，这些也 属于本发明的精神实质，均落在本发明要求的保护范围之内。
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