(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210390333.4 (22)申请日 2022.04.14 (71)申请人 中天科技 光纤有限公司 地址 226000 江苏省南 通市经济技 术开发 区中天路6号 申请人 江东科技有限公司 　 江苏中天科技股份有限公司 (72)发明人 朱钱生　杨郭杰　丁春来　曹珊珊　 刘志忠　薛驰　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 专利代理师 刘子辉 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 光纤传感器及其操作方法 (57)摘要 本发明提供了一种光纤传感器及其操作方 法。 该光纤传感器包括： 激光器； 传输光纤和出射 光纤； 分束耦合器； 合束耦合器； 参考光纤； 以及 测试光纤； 参考光纤和测试光纤并联设置在分束 耦合器和合束耦合器之间， 参考光纤的抗弯曲能 力大于测试光纤的抗弯曲能力； 激光器发射的激 光经传输光纤传输至分束耦合器分成两束， 其中 一束经参考光纤进入合束耦合器， 另外一束经测 试光纤进入合束耦合器， 两束激光在合束耦合器 汇合后从出射光纤射出。 本发明的技术方案的光 纤传感器， 能够避免对光纤结构形成破坏， 保证 光纤的结构强度， 进而保证传感器件的动态范 围。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115046938 A 2022.09.13 CN 115046938 A 1.一种光纤传感器， 其特 征在于， 包括： 激光器(10)； 传输光纤(20)和出射 光纤(30)； 分束耦合器(40)； 合束耦合器(5 0)； 参考光纤(60)； 以及 测试光纤(70)； 所述参考光纤(60)和所述测试光纤(70)并联设置在所述分束耦合器 (40)和所述合束耦合器(50)之间， 所述参考光纤(60)的抗弯曲能力大于所述测试光纤(70) 的抗弯曲能力； 所述激光器(10)发射的激光经所述传输光纤(20)传输至所述分束耦合器(40)分成两 束， 其中一束经所述参考光纤(60)进入所述合束耦合器(50)， 另外一束经所述测试光纤 (70)进入所述合束耦合器(50)， 两束激光在所述合束耦合器(50)汇合后从所述出射光纤 (30)射出。 2.根据权利要求1所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述参考光纤(60)在包层直径为 125 μm， 弯曲半径为5mm情况下， 500圈弯曲损耗值≤0.005dB； 所述测试光纤(70)在包层直径 为125 μm， 弯曲半径10m m情况下， 一圈弯曲损耗≥2dB。 3.根据权利要求1所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述测试光纤(70)的外涂层采用杨 氏模量大于等于 500Mpa的材料。 4.根据权利要求1所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述测试光纤(70)的涂层材料的弹 性模量≥550Mpa， 25℃时涂料黏度为(3500～7500)mPa ·s， 密度为(0.95～1.2)g/cm3， 断裂 伸长率≥10％。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述传输光纤(20)在 1550nm波段时的模场直径大于或等于12 μm， 且在该波 段所述传输光纤(20)能够始终保持其 单模特性。 6.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述激光器(10)和所 述耦合器之间设置有聚光器(14)； 和/或， 所述出射光纤(30)的出射端设置有光功率计 (31)。 7.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述光纤传感器还包 括弹性管(80)， 所述参考光纤(60)和所述测试光纤(70)封装在所述弹性管(80)中， 所述弹 性管(80)中还填充有弹性条(90)， 所述弹性条(90)填充在所述参考光纤(60)和所述测试光 纤(70)之间， 并使得 所述参考光纤(60)和所述测试光纤(70)的相对位置保持不变。 8.根据权利要求7所述的光纤传感器， 其特征在于， 所述参考光纤(60)、 所述测试光纤 (70)和所述弹性条(90)的结构尺寸相同。 9.一种如权利要求1至8中任一项所述的光纤传感器的操作方法， 其特 征在于， 包括： 获取所述光纤传感器的测试光纤(70)的曲率 ‑相位关系式； 获取当前测试光纤(70)的相位偏移 δ； 根据测试光纤(70)的曲率 ‑相位关系式和相位偏移δ确定该相位偏移δ对应的测试光纤 (70)的曲率K。 10.根据权利要求9所述的光纤传感器的操作方法， 其特征在于， 获取所述光纤传感器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115046938 A 2的测试光纤(70)的曲率 ‑相位关系式的步骤 包括： 根据所述测试光纤(70)的材料特性确定其动态曲率范围K1 ‑Kn， 其中K1为曲率下限， Kn 为曲率上限； 从小到大依次设置曲率为K1、 K2、 K3 ……Kn， 并根据所述测试光纤(70)和所述参考光纤 (60)的抗弯曲性能差异确定各个 设置曲率对应的相位偏移 δ 1、 δ2、 δ3 ……δn； 对设置曲率和 对应的相位偏移数据进行拟合， 得到拟合的曲率 ‑相位关系式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115046938 A 3