[實用新型]半導體吸收式光纖溫度檢測線性化實驗裝置

無效

• 申請號: 00227613.5
• 申請日: 2000-03-22
• 公開（公告）號: CN2414407Y
• 公開（公告）日: 2001-01-10
• 發明（設計）人: 田興;侯麗新
• 申請（專利權）人: 廣東省化學工業學校
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 廣東粵高專利事務所
• 代理人: 林麗明

本實用新型是一種用于半導體吸收式光纖溫度傳感器的檢測裝置，屬于光纖溫度傳感器檢測裝置的創新技術。

現有半導體吸收式光纖溫度傳感器所用的檢測裝置，一般是果用波長-時間分隔方法的雙光源-單光纖-單探測器的結構和采用光強-空間分隔方法的單光源-雙光纖-雙探測器的結構，這些結構不僅所用器件材料較多，結構復雜，制作麻煩，而且輸出比值信號是非線性的。

本實用新型的目的在于克服上述缺點而提供一種結構簡單，節省材料，容易制作，且輸出比值信號線性化的半導體吸收式光纖溫度檢測實驗裝置。

本實用新型的結構如附圖所示，包括有光強控制電路(1)、可與光纖耦合的光源(2)、光纖傳感器(3)、光電探測器(4)、信號接收及處理裝置(5)，其中可與光纖耦合的光源(2)的輸入端與光強控制電路(1)的輸出端連接，光纖傳感器(3)中的入射光纖與可與光源耦合的光源(2)的輸出端連接，出射光纖與光電探測器(4)的輸入端連接，光電探測器(4)的輸出端與信號接收及處理裝置(5)的輸入端連接。

下面結合實施例詳細說明本實用新型的具體結構：

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為本實用新型的原理圖；

圖3為出射光強(U)隨入射光強(I)變化的關系曲線；

圖4、圖5為輸出光強比值γ與溫度的關系曲線。

實施例：

本實用新型的結構示意圖如圖1所示，包括有光強控制電路(1)、可與光纖耦合的光源(2)、光纖傳感器(3)、光電探測器(4)、信號接收及處理裝置(5)，其中可與光纖耦合的光源(2)的輸入端與光強控制電路(1)的輸出端連接，光纖傳感器(3)中的入射光纖與可與光源耦合的光源(2)的輸出端連接，出射光纖與光電探測器(4)的輸入端連接，光電探測器(4)的輸出端與信號接收及處理裝置(5)的輸入端連接，上述光強控制電路(1)可為電流控制電路，上述可與光纖耦合的光源(2)可為發光二極管，也可為半導體激光器，上述光電流探測器(4)可為光電二極管或其它光電探測器，上述信號接收及處理裝置(5)為電信號接收及處理裝置，本實施例中，光強控制電路(1)包括有可變電阻R、電源W、電流表B，可與光纖耦合的光源(2)為發光二極管LED，光纖傳感器(3)包括有入射光纖F1、出射光纖F2、恒溫水浴H、溫度探頭S，光電探測器(4)為光電二極管PD，信號接收及處理裝置(5)包括有電阻R0及電位差計UJ，其中發光二極管LED的陽極及陰極分別與可變電阻R及電流表B的一端連接，可變電阻R及電流表B的另一端連接在電源W上，入射光纖F1及出射光纖F2的一端分別與溫度探頭S的兩端連接，F1的另一端連接在發光二極管LED上，F2的另一端連接在光電二極管PD上，電阻R0并接在光電二極管PD的兩端，電位差計UJ并接在電阻R0的兩端。上述電源W為穩壓電源，電流表B為毫安表。

本實用新型使用時，改變可變電阻R的阻值可以使發光二極管LED的激勵電流I(對應于傳感器不同的入射光強)發生變化，光電二極管PD產生的光電流在電阻R0上的壓降(對應于傳感器的出射光強)由電位差計UJ測得。

利用本實用新型的實驗裝置，測得在三種不同的恒定溫度(20.7℃,62.0℃,98.6℃)下，傳感器的出射光強(U)隨入射光強(I)變化的關系曲線如圖3所示，由圖可見，二者呈非線性關系，且溫度越高，非線性曲線的變化越緩慢。

由于出射光強與入射光強之間存在非線性關系，若選擇大小不同的兩個入射光強(對應發光二極管LED兩個不同的激勵電流)，分別測出出射光強(即電阻R0上的電壓降)，其比值信號可以減少測量誤差。為此，可以選擇發光二極管LED三個不同的激勵電流(分別為40、50、80、90、100mA)，在室溫20.7℃至98.6℃的范圍內每隔10℃左右分別測出了輸出電壓(光強)，并利用計算機求出兩個較少的激勵電流對應的輸出光強(設為U40、U50)與三個較大的激勵電流對應的輸出光強(設為U80、U90、U100)的比值γ，其結果如圖4、圖5所示，圖中的直線為線性擬合的結果，由此可見，兩輸出光強比值與溫度成線性關系。

本實用新型由于采用光強-時間分隔方法的單光源-單光纖-單探測器的結構，因此其不僅結構簡單，節省材料，容易制作，而且可以使輸出光強的比值隨溫度線性變化。本實用新型是一種方便實用的半導體吸收式光纖溫度檢測線性化實驗裝置。