[實用新型]一種溫度測量用光纖傳感器

有效

• 申請號: 201420018544.6
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN203949742U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 馮勇;賈丙輝;李宗靖
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種光纖傳感器，尤其涉及一種溫度測量用光纖傳感器。

背景技術

目前，在科學研究與實際的工業應用中，對各種測量方法或測量裝置的測量精度、穩定性等均提出了更高的要求，因此，傳統的測溫方法在使用過程中顯示出了多種不足之處。例如：采用熱電偶測溫時，會存在信號調理復雜、精度低、易受腐蝕等缺陷與問題。

光纖式傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區的光相互作用后，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位、偏正態等）發生變化，成為被調制的信號光，再經過光纖送入光探測器，經解調后，獲得被測參數。因而相對于傳統的測溫方法，光纖測溫大致有如下的優點：（1）不受電磁干擾，耐腐蝕；（2）無源實時監測、電絕緣、防爆性好；（3）體積小，重量輕，可繞曲；（4）靈敏度高，使用壽命長；（5）傳輸距離遠，維護方便。

參見圖1所示，已報道的光纖黑體溫度傳感器原理裝置（R.R.?DILS?J.?Of?Appl.?Phys.?1983），由寶石黑體腔探頭1、高溫光纖2、傳光光纖3、分光鏡4、反射鏡5、濾波器6和光探測器7組成。黑體輻射通量經高溫光纖2傳輸后由耦合端8耦合到傳光光纖3，在傳光光纖3的輸出端由分光鏡4分成兩路，再分別經過兩個窄帶濾波器6后由兩個光探測器7接收，該裝置由于采用了石英光纖傳光，故不受電磁干擾；又由于黑體腔很小，所以對溫度變化反應迅速，響應時間短。但是，長期使用中發現該裝置還存在如下的缺點：（1）由于黑體腔探頭應用了寶石，所以造價昂貴；（2）傳遞光信號的載體有高溫光纖和傳光光纖，兩者的耦合處會造成能量的浪費；（3）由于應用了分光片，使得整個傳感裝置結構變得復雜，并且不能應用于環境惡劣的場所；（4）探測信號的暗電流會使后續處理系統復雜、成本變高。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、使用成本低、測量精度較高的溫度測量用光纖傳感器。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種溫度測量用光纖傳感器，包括光纖束，所述光纖束包括多根單元光纖，每根單元光纖一端的表面上涂有抗氧化金屬涂層，多根單元光纖具有抗氧化金屬涂層的一端聚集形成探頭，另一端形成兩股支光纖束，所述兩股支光纖束分別與濾波片相連接，所述濾波片與光電探測器相連接。

所述多根單元光纖繞一中心軸線由內向外分布有多層。

各層中對稱分布的每四根所述單元光纖纖芯的幾何中心連線為一個正方形。

所述正方形的邊長大于所述單元光纖的直徑。

靠近中心軸線的每層單元光纖逐漸向內伸縮。

所述支光纖束分別通過FC接口與濾波片相連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：由于構成本實用新型的探頭直接是在光纖束的一端形成，光纖束直接探測溫度，無需額外的探頭，通過兩路支光纖束的設計，避免了使用分光鏡，不僅簡化了測量結構，使結構更加簡單、緊湊、且降低了成本，同時，提高了光傳動效率，減少了不必要的信號干擾，因此本實用新型結構簡單、使用成本低、測量精度較高。

附圖說明

圖1為現有的光纖黑體溫度傳感器的結構示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖；

圖3為圖2所示探頭內光纖縱向排布示意圖；

圖4為圖2所示探頭內光纖排列結構示意圖；

圖中：光纖束20，單元光纖22，探頭24，濾波片26，電探測器28。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細說明：參見圖2所示，本實用新型的一種溫度測量用光纖傳感器，包括具有包覆層27的光纖束20，該光纖束20包括多根單元光纖22，每根單元光纖22一端的表面上涂有抗氧化金屬涂層，多根單元光纖22具有抗氧化金屬涂層的一端聚集形成探頭24，另一端形成兩股支光纖束a、b，該兩股支光纖束a、b分別通過FC接口23連接有一個濾波片26，濾波片26上分別連接有光電探測器28。由于探頭24是由多根單元光纖22具有抗氧化金屬涂層的一端聚集形成，同時，另一端形成兩股支光纖束a、b，這樣就避免了使用分光鏡，所以無需額外的探頭和分光鏡，因此簡化了結構降低了成本