[發明專利]一種熒光光纖溫度傳感器的光電轉換結構

有效

• 申請號: 201811318015.7
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN111157140B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 夏子奐;張利;吳志偉
• 申請（專利權）人: 上海集迦電子科技有限公司
• 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

本發明提供了一種熒光光纖溫度傳感器的光電轉換結構，包括一基板，所述基板上設置有孔洞，在所述基板上側的孔洞上設置有橋，所述橋上設置有一光發射器件，其中，在所述基板下側的孔洞處設置有光電轉換器件，其中，在所述孔洞上方設置有一光纖，所述光纖一端間隔所述孔洞上方設置，另一端連接熒光材料，其通過利用激勵光通過光纖照到熒光材料上并發射出熒光，熒光通過同一光纖照射在基板孔上，再通過濾光器件被光電轉換裝置接收并轉化為電信號，最終利用測得的熒光信號推算出對應溫度，本發明結構簡單、功能強大、靈敏度高、受光面積大、耦合效率高、熱干擾小。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域和集成優化設計技術領域，尤其是一種熒光光纖溫度傳感器的光電轉換結構。

背景技術

在測量科學和工業控制過程中，溫度是最重要的被測參數之一。它在許多應用領域有重要的作用，熱力學、流體力學、物理、化學、宇航等學科中所研究的基本規律都與溫度有密切關系。溫度傳感器有著廣泛的應用，多年來一直是研究的重點和熱點。目前，在工業部門中，大功率電器設備關鍵部件的溫升和易燃、易爆、強腐蝕環境下的溫度檢測等等，都遇到了電磁波對溫度信息的強烈干擾。測量這類對象的溫度，用光纖溫度傳感器有其獨特的優點。熒光光纖溫度傳感器因為其可靠性高、絕緣性能好、抗電磁干擾強、重復性好、響應速度快等諸多優點，受到人們的廣泛關注，并解決了長期以來困擾相關行業在高電壓、電磁干擾和化學腐蝕等特殊工業環境下的溫度監測技術難題，也慢慢成為了進行溫度測量的最佳手段。

熒光光纖溫度傳感器利用熒光物質的熒光光譜隨溫度的變化特性制成了光纖熒光溫度傳感器，通常情況下熒光光纖溫度傳感器由一種帶有感溫熒光材料探頭的光纖、一個光發射和光電轉換裝置組成，而目前市場上的熒光光纖溫度傳感器還是存在較多缺點，如美國專利US5470155，光發射器發射出的激勵光通過半透半反鏡照到光纖的熒光材料上，熒光材料吸收激勵光并發射出與溫度有關的熒光，熒光通過半透半反鏡被光電轉換裝置接收并轉化為電信號。光發射和光電轉換裝置在空間上分離，不僅體積較大，不易集成小型化，而且光纖與光發射和光電轉換裝置需要分別對準，這樣影響了溫度測量的準確性，而美國的另一個專利US8308357中，將光發射和光電轉換裝置平行地放在同一框架內，使得器件小型化，光纖只需與框架對準一次。然而，當光發射和光電轉換裝置封裝在一起時，光發射器件會對光電轉換裝置產生極大的影響，如由光發射器件的自熱效應產生的熱干擾。平行放置的光發射和光電轉換裝置無法與光纖端面中心同時對準，光發射裝置和光纖的耦合效率差，光電轉換裝置的受光面少，熒光光纖溫度傳感器的靈敏度低。

因此，目前市場上并沒有一種能夠解決上述技術問題的，一種設計簡單，靈敏度高、受光面積大、耦合效率高、熱干擾小，將光發射器件和光電轉換器分開放置在一開孔基板兩端的光電轉換結構，具體地，并沒有一種熒光光纖溫度傳感器的光電轉換結構。

發明內容

針對現有技術存在的技術缺陷，本發明的目的是提供一種熒光光纖溫度傳感器的光電轉換結構，包括一基板，所述基板上設置有孔洞，在所述基板上側的孔洞上設置有橋，所述橋上設置有一光發射器件，其中，

在所述基板下側的孔洞處設置有光電轉換器件，其中，

在所述孔洞上方設置有一光纖，所述光纖一端間隔所述孔洞上方設置，另一端連接熒光材料。

優選地，還包括一濾光器件，所述濾光器件設置在所述光發射器件與所述光電轉換器件之間。

優選地，其特征在于，還包括一填充材料，所述填充材料填充在所述孔洞中。

優選地，其特征在于，所述填充材料為聚酰亞胺。

優選地，還包括一驅動電路，所述驅動電路為所述光發射器件提供驅動信號。

優選地，所述驅動電路設置在所述基板的上方、下方或者內部。

優選地，還包括一處理電路，所述處理電路在工作狀態下檢測光電轉換器件測得的熒光信號。