[發明專利]微小區域溫度測量的光纖法布里-珀羅溫度傳感器及其測量方法

有效

• 申請號: 201110456734.7
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102539012A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 阮馳;劉志麟;王允韜
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所;廣州市敏通光電科技有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 徐平

1.微小區域溫度測量的光纖法布里-珀羅溫度傳感器，包括激光光源、耦合分路器、傳輸光纖、光纖法珀溫度傳感探頭、光電探測器和與光電探測器信號輸出端連接的光波長解調儀，其中，耦合分路器與光纖法珀溫度傳感探頭分別位于傳輸光纖的兩端；所述光纖法珀溫度傳感探頭的外層設置有套管，在套管軸向上光纖法珀溫度傳感探頭分為光纖傳導管和法珀腔兩部分，光纖傳導管由外到內依次為套管、包層、纖芯，所述法珀腔為封閉腔室，纖芯與法珀腔相接，法珀腔內遠離纖芯一端固定設置有采用熱膨脹系數為17.5-29.3的金屬材料制成的反射模塊；所述耦合分路器用以將激光光源發出的激光光束耦合入傳輸光纖中，并將來自法珀腔的反射光分路至光電探測器。

2.根據權利要求1所述的光纖法布里-珀羅溫度傳感器，其特征在于：所述傳輸光纖為單模光纖。

3.根據權利要求1所述的光纖法布里-珀羅溫度傳感器，其特征在于：所述激光光源采用以1310nm或1550nm為中心波長，具有3-20nm波長帶寬的掃描激光器。

4.根據權利要求1所述的光纖法布里-珀羅溫度傳感器，其特征在于：所述反射模塊由鎂、鋁、鉛、銅或其合金材料制成。

5.應用如權利要求1所述光纖法布里-珀羅溫度傳感器進行溫度測量的方法，包括以下步驟：

(1)激光光源輸出激光通過耦合分路器耦合進入傳輸光纖中，進而傳導至光纖法珀溫度傳感探頭內，在法珀腔中產生多光束干涉，并經法珀腔的反射端面反射；

(2)來自反射端面的反射光信號沿原路返回至耦合分路器，通過耦合分路器輸出至光電探測器；

(3)光電探測器將探測到的光信號變為電信號，由光波長解調儀對電信號完成測量、處理信號值，標定光纖法珀溫度傳感探頭探測到的外界溫度；

(4)當被測區域溫度場溫度變化時，將引起光纖法珀溫度傳感探頭內法珀腔的腔長發生改變，進而改變反射光信號的功率和波長；參照步驟(2)、(3)探測得到反射光信號的波長移動信息，通過計算最終獲得實時環境溫度值。