[發(fā)明專利]一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110022096.1
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112747836A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康娟;申屠卓成;徐婷;劉睿洋;王林;王琛;鄧博文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，整個裝置由掃描激光器、光纖環(huán)形器、陣列波導(dǎo)光柵(AWG)、一次性光纖測溫探頭、光電探測器和中控單元構(gòu)成；當(dāng)一次性光纖測溫探頭所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，探頭內(nèi)填充的溫度敏感液體發(fā)生膨脹，導(dǎo)致一次性光纖測溫探頭的反射光譜強度發(fā)生變化，通過檢測反射光譜強度的變化可以獲得測量點的溫度情況；本發(fā)明的優(yōu)點在于：所設(shè)計的測溫裝置可多人同時測溫，裝置中的一次性光纖測溫探頭價格低廉，用后即丟，安全可靠，避免了電子溫度計易受電磁干擾的缺點以及水銀溫度計中水銀不慎泄露所帶來的安全隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域和溫度測量領(lǐng)域，具體涉及一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置。

背景技術(shù)

高度傳染性疾病在世界范圍內(nèi)迅速傳播，而精確的體溫測量對初步判斷病毒或細(xì)菌感染有指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)的體溫測量多采用水銀溫度計、電子溫度計以及現(xiàn)在比較流行的槍式紅外體溫計等方式，這些方式測量速度慢、抗電磁干擾弱、受環(huán)境溫度影響大，且重復(fù)利用可能導(dǎo)致病毒或細(xì)菌感染的進(jìn)一步傳播，因此一種能夠克服以上問題的測溫裝置已成為醫(yī)療急需品。本發(fā)明提出的一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，可以避免溫度檢測時醫(yī)務(wù)人員與被測人員的近距離接觸，提高了醫(yī)務(wù)人員工作環(huán)境的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、測量精度高、便攜的基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，裝置中的一次性光纖測溫探頭利用了多模干涉原理和液體溫度計測溫原理，根據(jù)一次性光纖測溫探頭輸出光譜隨溫度變化發(fā)生變化的特征，最終實現(xiàn)體溫的測量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，其特征是包括掃描激光器(1)、光纖環(huán)形器(2)、陣列波導(dǎo)光柵(3)、一次性光纖測溫探頭(4)、光電探測器(5)、中控單元(6)；掃描激光器(1)的輸出端與光纖環(huán)形器(2)的輸入端相連，光纖環(huán)形器(2)的第一輸出端與陣列波導(dǎo)光柵(3)的輸入端相連，陣列波導(dǎo)光柵(3)的一個輸出端與一次性測溫探頭(4)的輸入端相連，光纖環(huán)形器(2)的第二輸出端與光電探測器(5)的輸入端相連，光電探測器(5)的輸出端與中控單元(6)相連。

所述的一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，其特征在于：一次性光纖測溫探頭(4)由無芯光纖(4-1)、毛細(xì)管(4-2)、填充液體(4-3)組成。

所述的一次性光纖測溫探頭(4)，其特征在于：填充液體(4-3)的有效折射率小于無芯光纖(4-1)的折射率，且具有高的熱膨脹系數(shù)和在寬溫度范圍內(nèi)的線性膨脹特性，填充液體(4-3)可以根據(jù)測量需求進(jìn)行選配。

所述的一次性光纖測溫探頭(4)，其特征在于：毛細(xì)管(4-2)的左端封閉，右端在加入填充液體(4-3)后密封。

所述的一次性光纖測溫探頭(4)，其特征在于：無芯光纖(4-1)表面和毛細(xì)管(4-2)內(nèi)壁需表面疏水性處理以避免填充液體(4-3)殘留。

所述的一種基于無芯光纖的多人同時測溫裝置，其特征在于：陣列波導(dǎo)光柵(3)各輸出通道連接的一次性光纖測溫探頭(4)中的無芯光纖(4-1)長度不同，以匹配陣列波導(dǎo)光柵(3)各輸出通道的中心波長。

本發(fā)明的工作原理是：

當(dāng)光由單模光纖耦合到無芯光纖中時，由于無芯光纖與外部介質(zhì)(空氣或填充液體)形成多模光纖結(jié)構(gòu)，因此其輸出光譜的中心波長可以表示如下：

其中n₁為多模光纖結(jié)構(gòu)有效折射率，D₁為多模光纖結(jié)構(gòu)有效直徑，L為無芯光纖長度。