[發明專利]基于金屬納米槽結構的溫度傳感器及系統

在審

• 申請號: 202010775939.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111855007A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及基于金屬納米槽結構的溫度傳感器及系統，主要涉及溫度檢測領域。該溫度傳感器包括：光纖、二硫化鉬層、支撐層、金屬納米槽結構；金屬納米槽結構包括多個第一金屬塊、多個第二金屬塊和多個熱膨脹塊，當外界溫度變化時，該金屬納米槽結構的多個熱膨脹塊體積發生改變，進而改變該金屬納米槽結構的結構發生改變，改變該溫度傳感器對激光的吸收情況，通過光譜儀對該光纖出射的激光的光強進行檢測，得到該溫度傳感器在待測溫度的影響下對激光的吸收情況，并計算得到該測量待測溫度前后該溫度傳感器的出射激光光強變化情況，通過該溫度傳感器的出射激光光強變化情況與待測溫度的對應關系，得到待測溫度。

技術領域

本發明涉及溫度檢測領域，主要涉及基于金屬納米槽結構的溫度傳感器及系統。

背景技術

溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

熱電阻的溫度傳感器的檢測原理是利用金屬隨著溫度變化，其電阻值也發生變化，通過測量電阻，并通過電阻與溫度的關系完成對溫度的測量，熱電偶溫度傳感器由兩個不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。

由于熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器均需要通過將溫度傳感器內部的金屬進行加熱，金屬在加熱的過程中吸收一定的熱量，使得該熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器對溫度的測量存在較大誤差。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種基于金屬納米槽結構的溫度傳感器及系統，以解決現有技術中熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器均需要通過將溫度傳感器內部的金屬進行加熱，金屬在加熱的過程中吸收一定的熱量，使得該熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器對溫度的測量存在較大誤差的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種基于金屬納米槽結構的溫度傳感器，溫度傳感器包括：光纖、二硫化鉬層、支撐層、金屬納米槽結構；光纖的一端設置有二硫化鉬層，二硫化鉬層遠離光纖的一側設置有支撐層，金屬納米槽結構設置在支撐層遠離二硫化鉬層的一側，金屬納米槽結構包括多個第一金屬塊、多個第二金屬塊和多個熱膨脹塊，其中，每個第一金屬塊內部對應設置一個熱膨脹塊，每個第一金屬塊的一側設置一個第二金屬塊，第一金屬塊、第二金屬塊和熱膨脹塊周期設置構成金屬納米結構，且第一金屬塊的高度高于第二金屬塊，第一金屬塊突出于第二金屬塊的一端與支撐部遠離二硫化鉬層的一側連接，熱膨脹塊的材料為熱膨脹材料。

可選地，該支撐部的材料為二氧化硅玻璃。

可選地，該第一金屬塊和第二金屬塊的材料為貴金屬。

可選地，該第一金屬塊和第二金屬塊的材料為銀。

可選地，該支撐部的材料為透明的熱膨脹材料。

可選地，該溫度傳感器還包括聚焦透鏡，聚焦透鏡設置在二硫化鉬層遠離支撐部的一側。

可選地，該聚焦透鏡為透鏡組。

第二方面，本申請提供一種基于金屬納米槽結構的溫度傳感系統，溫度傳感系統包括：光源、光譜儀和第一方面任意一項的溫度傳感器，光源和光譜儀均設置在光纖遠離二硫化鉬層的一端，光源用于產生光，光譜儀用于檢測溫度傳感器的反射光的光強。

本發明的有益效果是：