[實用新型]一種光纖溫度傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821844118.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN208872432U
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 黃惠良;趙瑞申
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鴻輝光通科技股份有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 上海灣谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 倪繼祖

本實用新型公開了一種光纖溫度傳感器，包括：外殼；安裝于所述外殼內(nèi)，將光信號準直和擴束的光纖準直器；安裝于所述外殼內(nèi)，將來自所述光纖準直器的發(fā)射光纖的準直光束反射到所述光纖準直器的接收光纖的MEMS芯片。初始狀態(tài)時，發(fā)射光纖的光幾乎全部反射到接收光纖，插入損耗很小，當環(huán)境溫度變化時，芯片反射的角度發(fā)生變化，使反射光不能全部反射進接收光纖，光纖準直器的插入損耗變大，溫度越高，反射的角度變化越大，光纖準直器的插入損耗越大，環(huán)境溫度與光纖準直器的插入損耗是一一對應的關系。本實用新型為全無源設計，結(jié)構(gòu)簡單，體積微小，靈敏度高，芯片制作采用成熟的半導體工藝，制造容易，易于大批量生產(chǎn)，成本低。

技術領域

本實用新型涉及光纖溫度傳感器。

背景技術

光纖通信技術(optical fiber communications)從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術，其近年來發(fā)展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具，相關光纖器件得到充分發(fā)展成熟。

微機電系統(tǒng)(Micro-electromechanical System，MEMS)是從八十年代中期迅速發(fā)展的新技術系統(tǒng)。它是以微電子、微機械與材料科學為基礎，來研究、設計、制造具有特定功能的微型裝置，是利用微加工技術制造出來的各種微型器件或系統(tǒng)，主要包括微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應的處理電路等。MEMS開辟了一個新的技術領域，它不僅涉及元件和系統(tǒng)的設計、材料、測試、控制、集成、能源以及與外界連接等許多方面，還涉及微電子學、微機械學、動力學、物理、化學、生物、材料等基礎理論。MEMS的特點是：體積小、重量輕、耗能低、性能穩(wěn)定；適于大批量生產(chǎn)、生產(chǎn)成本低；慣性小、諧振頻率高、響應時間短。MEMS在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天、國防、生物醫(yī)藥等方面有著廣闊的應用前景。因而它一經(jīng)出現(xiàn)就受到了人們的高度重視，已成為當今世界范圍內(nèi)研究熱點之一。例如，本申請人于2015年申請的申請?zhí)?01510272182.2的專利申請，公開了一種利用MEMS技術設計的光纖溫度傳感芯片，就是MEMS技術應用的具體體現(xiàn)之一。

溫度是科學技術、日常生活、工業(yè)生產(chǎn)中最基本、最重要的物理量之一，溫度的檢測與控制，在國民經(jīng)濟各個部門和人們的日常生活中，起著十分重要的作用。光纖溫度傳感器以其具有抗電磁干擾、防燃、防爆、本征安全，尺寸小、對被測溫度場影響小等優(yōu)點，在軍工裝備、電力工業(yè)、機械工業(yè)、汽車工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、石油化工、食品飼料等領域有著巨大的應用潛力。目前的光纖溫度傳感器種類很多，主要有光纖光柵溫度傳感器、光纖Fabry-Perot干涉式溫度傳感器、光纖熒光溫度傳感器、拉曼光纖溫度傳感器等。盡管以上這些光纖溫度傳感器因其良好的傳感性能取得了較廣泛的應用，但是它們?nèi)匀淮嬖诓蛔阒帲绻饫w光柵溫度傳感器波長解調(diào)裝置復雜，采樣間距偏大，串接數(shù)量少，光纖Fabry-Perot干涉式溫度傳感器制作工藝相對復雜，光纖熒光溫度傳感器對探測裝置要求很高，拉曼光纖溫度傳感器檢測電路成本昂貴。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種光纖溫度傳感器，基于MEMS技術，具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，靈敏度與測量范圍可定制等優(yōu)點。

實現(xiàn)上述目的的技術方案是：

一種光纖溫度傳感器，包括：

外殼；

安裝于所述外殼內(nèi)，將光信號準直和擴束的光纖準直器；以及

安裝于所述外殼內(nèi)，將來自所述光纖準直器的發(fā)射光纖的準直光束反射到所述光纖準直器的接收光纖的MEMS芯片。

優(yōu)選的，所述MEMS芯片的反射角度隨溫度升高而變大。

優(yōu)選的，所述光纖準直器是單纖的，發(fā)射光纖和接收光纖為同一根光纖。

優(yōu)選的，所述光纖準直器是雙纖或者多纖的，發(fā)射光纖和接收光纖為不同的光纖。