[實用新型]一種雙終端鉺光纖熒光溫度傳感裝置

有效

• 申請號: 201720458463.1
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN206920038U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 沈佳峰;裘燕青
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種雙終端鉺光纖熒光溫度傳感裝置，屬于光纖傳感領域。

背景技術

現有的光纖測溫技術主要基于光反射、光吸收、光干涉、光散射、熱輻射等原理實現，其中基于光反射原理實現的光纖光柵溫度傳感器和光干涉原理實現的光纖光柵溫度傳感器，都是基于波長變化解調出溫度變化信息，但光纖解調儀制造復雜，對所用分立器件性能要求高，成本高，而且其傳感器本身受應力等其它因素的影響也很大，需要比較復雜的補償技術才能得到能實用的溫度信息；基于光纖拉曼散射的測溫技術，更是綜合了OTDR等技術，技術難度更大，成本更高；基于熱輻射的測溫技術，適用于高溫(1000℃以上)非按觸測量，目前技術成熟，成本低，但應用領域有限，市場較小；基于光吸收技術的光纖測溫儀，測量誤差太大，測量可重復性差，受光強變化影響大，難以實用。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種雙終端鉺光纖熒光溫度傳感裝置。雙終端采用熒光強度比法與熒光壽命法進行檢測：熒光強度比法是基于熒光材料兩個不同的激發態能級的密度與溫度有關，從熒光光譜上得到的兩個譜帶強度的比值與溫度呈單一函數關系；熒光壽命法是基于熒光材料所發射的熒光在激勵光消除之后按指數形式衰減，衰減的時間常數即熒光壽命與溫度呈單一函數關系。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙終端鉺光纖熒光溫度傳感裝置，由激光器驅動模塊、激光器模塊、波分復用器、傳輸光纖、鉺光纖傳感頭、一分二耦合器、熒光信號檢測模塊和波長檢測模塊組成。

所述的激光器驅動模塊與激光器模塊連接，用于產生激勵光。

所述的激光器模塊與波分復用器接收端連接，用于光信號的發射和接收。

所述的波分復用器輸出端與傳輸光纖連接，用于光信號的雙向傳輸。

所述的一分二耦合器接收端與波分復用器返回端連接，用于將一路光信號分成兩路。

所述的熒光信號檢測模塊和波長檢測模塊與一分二耦合器兩個輸出端連接，用于對光信號的雙端檢測。

所述的傳輸光纖頭部為鉺光纖傳感頭，用于產生熒光信號。

本實用新型的有益效果為：

1.該溫度傳感器對熒光信號的檢測處理包括熒光壽命檢測和熒光強度比(FIR)光譜檢測，兩者同時測量，便于矯正，測量精度高。

2.該溫度傳感器的鉺光纖傳感頭帶有金屬套管，增加強度和靈敏度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

1-激光器驅動模塊 2-激光器模塊 3-波分復用器 4-傳輸光纖 5-鉺光纖傳感頭 6-金屬套管 7-一分二耦合器 8-熒光信號檢測模塊 9-波長檢測模塊

具體實施方式

結合附圖1對本實用新型作進一步說明，本實用新型提供了一種雙終端鉺光纖熒光溫度傳感裝置，該溫度傳感裝置包括激光器驅動模塊1、激光器模塊2、波分復用器3、傳輸光纖4、鉺光纖傳感頭5、金屬套管6、一分二耦合器7、熒光信號檢測模塊8和波長檢測模塊9，所述的激光器驅動模塊1與激光器模塊2連接，用于產生激勵光；所述的激光器模塊2與波分復用器3接收端連接，用于光信號的發射和接收；所述的波分復用器3輸出端與傳輸光纖4連接，用于光信號的雙向傳輸；所述的一分二耦合器7接收端與波分復用器3返回端連接，用于將一路光信號分成兩路；所述的熒光信號檢測模塊8和波長檢測模塊9與一分二耦合器7兩個輸出端連接，用于對光信號的雙端檢測；所述的傳輸光纖4頭部為鉺光纖傳感頭5，用于產生熒光信號。

操作時，將該溫度傳感裝置放于實驗平臺上，激光器驅動模塊和激光器模塊發出激勵光波，傳輸到波分復用器的接收端后，再經傳輸光纖打到鉺光纖傳感頭上，產生熒光信號，熒光信號再經傳輸光纖返回到波分復用器，再由波分復用器傳到一分二耦合器之后分成兩路光信號，分別由熒光信號檢測模塊和波長檢測模塊檢測兩路光，由熒光信號檢測模塊測量得熒光壽命，由波長檢測模塊測得熒光強度比，根據熒光壽命與溫度的單一函數關系和兩個熒光譜帶強度比值與溫度的單一函數關系實現雙端同步測溫。