[發明專利]熱光系數的測量系統及測量方法

在審

• 申請號: 201811242162.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109164065A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 陳郁芝;李學金;方林;洪學明
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01K11/32
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

1.一種熱光系數的測量系統，其特征在于，包括：信號發射器組、光纖熱光系數傳感器和處理器；

所述信號發射器組與被測材料通過傳輸光纖連接；

所述被測量材料覆蓋于所述光纖熱光系數傳感器的表面，或者所述光纖熱光系數傳感器位于所述被測材料中；

所述光纖熱光系數傳感器與所述處理器通過傳輸光纖連接；

所述光纖熱光系數傳感器包括光纖溫度傳感器和光纖折射率傳感器，所述光纖溫度傳感器和所述光纖折射率傳感器串聯。

2.如權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述信號發射器組包括：第一光信號發射器、第二光信號發射器和光纖合束器；

所述第一光信號發射器和所述第二光信號發射器發出的光信號的頻率不同；

所述第一光信號發射器和第二光信號發射器分別與光纖合束器通過傳輸光纖連接。

3.如權利要求2所述的測量系統，其特征在于，所述測量系統還包括反射鏡；

所述第一光信號發射器、所述第二光信號發射器分別與所述光纖合束器的第一端通過傳輸光纖連接，所述光纖合束器的第二端通過傳輸光纖，分別與所述被測材料和所述光纖熱光系數傳感器的第一端連接；

所述光纖熱光系數傳感器的第二端與所述反射鏡連接；

所述光纖合束器的第一端還與所述處理器通過傳輸光纖連接。

4.如權利要求2所述的測量系統，其特征在于，所述第一光信號發射器、所述第二光信號發射器分別與所述光纖合束器的第一端通過傳輸光纖連接，所述光纖合束器的第二端通過傳輸光纖，分別與所述光纖熱光系數傳感器的第一端和所述被測材料連接；

所述光纖熱光系數傳感器的第二端與所述處理器通過傳輸光纖連接。

5.如權利要求1所述的測量系統，其特征在于，所述光纖折射率傳感器為光纖表面等離子體共振傳感器、側拋光纖傳感器、拉錐光纖傳感器或光纖馬赫-貞德干涉傳感器中的一種；

所述光纖溫度傳感器為光纖布拉格光柵溫度傳感器；

所述處理器為光譜儀。

6.一種熱光系數的測量方法，其特征在于，所述測量方法應用于如權利要求1-5中任一項所述的熱光系數的測量系統；

所述測量方法包括：

通過光纖熱光系數傳感器同時獲取被測材料的同一位置的溫度數據信號和折射率數據信號，并將所述溫度數據信號和折射率數據信號通過傳輸光纖傳輸至處理器；

通過所述處理器根據所述溫度數據信號和折射率數據信號計算得到所述被測材料的熱光系數。

7.如權利要求6所述的測量方法，其特征在于，所述通過光纖熱光系數傳感器同時獲取被測材料的同一位置的溫度數據信號和折射率數據信號，包括：

通過傳輸光纖將第一光信號和第二光信號傳輸至被測材料中，以使得被測材料分別在所述第一光信號和所述第二光信號的激勵下發出第一響應信號和第二響應信號；

所述光纖熱光系數傳感器接收到所述第一響應信號和所述第二響應信號，并根據所述第一響應信號和所述第二響應信號得到折射率數據信號和溫度數據信號；

其中，所述第一光信號和所述第二光信號的頻率不同，所述第一光信號由第一光信號發射器發出，所述第二光信號由第二光信號發射器發出，且所述第一光信號和所述第二光信號經過光纖合束器進入一根傳輸光纖中，所述第一光信號和所述第二光信號通過傳輸光纖傳輸至被測材料中。

8.如權利要求7所述的測量方法，其特征在于，所述通過所述處理器根據所述溫度數據信號和折射率數據信號計算得到所述被測材料的熱光系數之前還包括：

通過反射鏡將所述折射率數據信號和溫度數據信號反射至傳輸光纖中；

其中所述折射率數據信號和所述溫度數據信號均為光信號。