[實用新型]一種多芯光纖錯位熔接的透射式光纖溫度傳感器

有效

• 申請號: 201720373255.1
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN206618510U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 江超;胡義慧;孫四梅;夏果
• 申請（專利權）人: 湖北師范大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所42109
• 代理人: 沈軍

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，尤其是一種多芯光纖錯位熔接的透射式光纖溫度傳感器。

背景技術

光纖傳感具有較高的研究價值和廣泛的應用價值。光纖傳感器可測量許多參數，如溫度、折射率、應變、位移、氣壓、氣體濃度、壓力等物理量。由于其靈敏度高、體積小、抗電磁干擾，使其在化工、生化分析、醫療診斷、環境污染評估等許多領域得到廣泛應用。光纖溫度傳感器作為最常用的一種光纖傳感器，因其抗電磁干擾能力強，體積小，響應速度快，能在惡劣環境下工作和方便遠程監控遙感測量等優點，在工業上得到廣泛的應用。

近年來，已經發展出各種不同類型結構的光纖溫度傳感器，包括使用傾斜光纖布拉格光柵（FBG）、超長周期光纖光柵和光子晶體光纖（PCF）以及利用飛秒激光加工制作的光纖干涉儀。然而，采用上述結構的光纖溫度傳感器都存在各自的缺陷：傾斜光纖光柵、超長周期光纖光柵的光纖溫度傳感器都需要特殊光柵制作設備，其制造工藝復雜、難以控制。基于光子晶體光纖的光纖溫度傳感器需要使用專門設計的光子晶體光纖，其成本相對較高。基于飛秒激光加工制作而成的光纖干涉型溫度傳感器，例如：法布里-珀羅干涉儀、邁克爾遜干涉儀和馬赫-曾德干涉儀，雖然具有結構簡單、價格低廉的優勢，但是它們靈敏度往往較低，存在一定的交叉感染問題。與此同時，上述溫度傳感器大都是利用單模光纖制作而成的，其傳輸的信息量和測量量程也會受到一定的限制。

發明內容

本實用新型的目的就是要解決現有的光纖溫度傳感器所存在的上述問題，為此提供一種結構簡單、制作方便、靈敏度高、傳輸信息量大，并且測量量程較寬的多芯光纖錯位熔接的透射式光纖溫度傳感器。

本實用新型的具體方案是：一種多芯光纖錯位熔接的透射式光纖溫度傳感器，其特征是：包括由單模光纖A、多芯光纖和單模光纖B依次熔接為一體的光纖干涉儀；在光纖干涉儀上套裝有毛細玻璃管，其中毛細玻璃管的長度大于多芯光纖的長度，毛細玻璃管的兩端分別通過密封膠與兩個單模光纖密封為一體，在毛細玻璃管內封裝有溫度敏感性液體；所述單模光纖A和單模光纖B分別作為光源的輸入端和輸出端，單模光纖A的纖芯與多芯光纖的中心纖芯錯位熔接，單模光纖B的纖芯與多芯光纖的中心纖芯同軸熔接。

本實用新型中所述單模光纖A、多芯光纖和單模光纖B依次通過光纖熔接機熔接為一體，單模光纖A的纖芯與多芯光纖的中心纖芯錯位熔接時的錯位距離為4-6μm。

本實用新型中所述單模光纖A和單模光纖B的包層直徑均為125μm，纖芯直徑為9μm；所述多芯光纖的長度為13mm，其包層直徑為150μm，在包層內分布有1個所述的中心纖芯和6個沿圓周均布的纖芯，7個纖芯的直徑均為7.9μm，相鄰兩個纖芯之間的間距為42.4μm；所述單模光纖A的纖芯與多芯光纖的中心纖芯錯位熔接時的錯位距離為5μm。

本實用新型中所述毛細玻璃管的長度為5～15cm、內徑為500～1200μm、外徑為1000～2000μm。

本實用新型中所述溫度敏感性液體為異丙醇或酒精，密封膠為AB膠。

本實用新型結構簡單、設計巧妙，通過利用由單模光纖A、多芯光纖和單模光纖B依次熔接而成的光纖干涉儀，并將該光纖干涉儀封裝于充有溫度敏感性液體的毛細玻璃管中，利用光纖干涉儀的高折射率靈敏性和溫度敏感性液體的折射率隨溫度發生顯著變化的特性，實現了對溫度的測量。該傳感器不僅體積小、制作過程簡單、制作成本低，具有較高的溫度靈敏度，而且由于在光纖干涉儀中采用了多芯光纖，使得該傳感器還具備傳輸信息容量大、溫度測量的量程較寬的特點,適用于醫學、生物、化工、食品加工等多種應用場合的溫度傳感測量。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中多芯光纖的橫截面示意圖；

圖3是本實用新型在對溫度進行檢測的結構示意圖。

圖中：1—單模光纖A，2—多芯光纖，3—單模光纖B，4—毛細玻璃管，5—密封膠，6—溫度敏感性液體，7—導光單模光纖，8—帶寬光源，9—光譜儀，10—可控溫度場。

具體實施方式