[發明專利]基于TFBG溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器

無效

• 申請號: 201110388151.5
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102507449A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 金永興;安佳麗;王劍鋒;梁厚慧;金尚忠
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種基于TFBG溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器。

背景技術

人類的生存和社會活動與濕度密切相關。隨著現代化的實現，很難找出一個與濕度無關的領域。在工農生產、氣象、環保、國防、科研、航天等部門，經常需要對環境濕度進行測量及控制。但在常規的環境參數中，濕度是最難準確測量的一個參數。從制造角度看，同是濕度傳感器，材料、結構不同，工藝不同，其性能和技術指標有很大差異。測量濕度要比測量溫度復雜的多，溫度是個獨立的被測量，而濕度卻受到其他因素(溫度)的影響，所以用電阻式濕敏元件和電容式濕敏元件來測量濕度的方法已無法滿足現代科技發展的需要。

光纖傳感器具有抗電磁干擾、易微型化、耐腐蝕、測量精度高、適于易燃易爆環境下使用以及遠距離穩定傳感等優點。目前，基于光纖的濕度傳感器有利用塑料光纖、光纖布拉格光柵(FBG)和長周期光纖光柵(LPG)和光纖傾斜光柵(TFBG)等，已授權的發明專利基于傾斜光纖光柵的空氣相對濕度測量儀(專利號：ZL200810053342.4)，其缺點是不能解決溫度和光源波動引起的交叉敏感效應。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于TFBG溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器，以解決光纖濕度傳感器溫度和光源波動引起的交叉敏感效應。

所述的基于TFBG的溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器，其特征是包括光源、三端口光環形器、雙錐形光纖、濕度敏感材料、刻有傾斜光纖光柵的單模光纖、1×2光纖耦合器、兩塊濾光片、兩個光電二極管和數據處理模塊，雙錐形光纖的兩端分別與標準的單模光纖和刻有傾斜光纖光柵的單模光纖無偏心熔接，構成傳感裝置的傳感探頭，所述的三端口光環形器的a端與光源相連，b端與傳感探頭相連，c端與1×2光纖耦合器的一個輸入端口相連，1×2光纖耦合器第一個輸出端口依次經第一濾光片、第一光電二極管與數據處理模塊的一個輸入端相連，1×2光纖耦合器第二個輸出端口依次經第二濾光片、第二光電二極管與數據處理模塊的另一個輸入端相連，所述的濕度敏感材料涂覆在刻有傾斜光纖光柵的單模光纖的表面。

所述的基于TFBG的溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器，其特征在于所述的光源是采用波長為1520nm-1560nm范圍的平坦寬帶光源。

所述的基于TFBG的溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器，其特征在于所述的第一濾光片是波長為1535nm-1545nm、隔離度＞20dB反射的包層模光濾波器，第二濾光片是波長為1545nm-1547nm、隔離度＞20dB反射的布拉格模光濾波器。

本發明專利的優點在于：利用傾斜光纖光柵的反射的布拉格模不受濕度影響的特性，可以避免光源功率波動對測量結果的影響，同時外界溫度變化只影響反射光譜的波長小范圍漂移而光譜強度不變，可以避免溫度變化對測量的影響，得到一種具有溫度不敏感，光源自校正的光纖濕度傳感器。

附圖說明

圖1是本發明基于TFBG的溫度不敏感的光源自校正濕度傳感器的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明進一步說明：

如圖1所示，基于傾斜光纖光柵的溫度不敏感的濕度傳感器，包括光源1、三端口光循環器2、雙錐形光纖3、刻有傾斜光纖光柵的單模光纖4、濕度敏感材料5、1×2光纖耦合器6、兩塊濾光片7、8、兩個光電二極管9、10和數據處理模塊11，所述雙錐形光纖的兩端分別與標準的單模光纖和刻有傾斜光纖光柵的單模光纖4無偏心熔接，構成傳感裝置的傳感探頭，所述的三端口光環形器的a端與光源1相連，b端與傳感探頭相連，c端與1×2光纖耦合器6的一個輸入端口相連，1×2光纖耦合器6第一個輸出端口依次經第一濾光片7、第一光電二極管9與數據處理模塊11的一個輸入端相連，1×2光纖耦合器6第二個輸出端口依次經第二濾光片8、第二光電二極管10與數據處理模塊11的另一個輸入端相連，所述的濕度敏感材料5涂覆在刻有傾斜光纖光柵的單模光纖4的表面。