[發明專利]一種大范圍超高溫溫度傳感系統與方法

有效

• 申請號: 201610344012.5
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN105784197B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 童杏林;楊華東;陳亮;張寶林;鄧承偉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01J5/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：它包括復合光纖探頭、透鏡耦合結構、光纖分束器、耦合器、激光光源、光敏管、熒光信號處理單元、輻射信號處理電路單元和上位機；其中，

復合光纖探頭通過透鏡耦合結構與光纖分束器連接，光纖分束器分別與光敏管和耦合器連接，耦合器分別與激光光源和熒光信號處理單元連接，光敏管接入到輻射信號處理電路單元，熒光信號處理單元和輻射信號處理電路單元分別與上位機連接；

所述的復合光纖探頭包括復合光纖和復合光纖端部的感溫黑體輻射腔；所述的復合光纖由紅寶石晶體和藍寶石光纖通過MEMS工藝高溫鍵合技術制備而成，其中紅寶石晶體與感溫黑體輻射腔連接。

2.根據權利要求1所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的光敏管包括λ1光敏管和λ2光敏管。

3.根據權利要求1所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的感溫黑體輻射腔包括依次鍍在復合光纖端部的銥膜和Al203膜。

4.根據權利要求3所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的銥膜和Al203膜的厚度均為200nm。

5.根據權利要求2所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的光纖分束器為1×3光纖分束器，由多根多模光纖采用熔接、拋磨和分束工藝獲得。

6.根據權利要求1至5中任意一項所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的復合光纖探頭還包括保護套管，保護套管包覆在復合光纖外部。

7.根據權利要求6所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統，其特征在于：所述的保護套管為陶瓷，所述的復合光纖通過無機粘結劑封裝在陶瓷中。

8.一種利用權利要求1所述的一種大范圍超高溫溫度傳感系統實現的溫度傳感方法，其特征在于：

復合光纖探頭放置于待測溫度環境中，同時進行熒光測溫和黑體輻射測溫；

所述的熒光測溫為：激光光源發出的激光通過透鏡耦合結構傳輸到復合光纖探頭，被激發的熒光回到透鏡耦合結構傳輸到熒光信號處理單元，獲得低溫測量信號；

所述的黑體輻射測溫為：復合光纖探頭中的感溫黑體輻射腔在高溫環境中輻射光波，光波通過透鏡耦合結構進入光敏管轉換成電信號，再經輻射信號處理電路單元轉換為高溫測量信號；

通過對熒光光譜進行分析，熒光光譜較強時采用低溫測量信號作為輸出；熒光光譜較弱時采用高溫測量信號作為輸出；所述的熒光較強和較弱通過將熒光光譜與預設值進行比較得到。

9.根據權利要求8所述的溫度傳感方法，其特征在于：所述的光敏管包括λ1光敏管和λ2光敏管，通過對兩種波長的光敏管得到的電信號處理得到的高溫測量信號，采用比值法進行處理。