[發(fā)明專利]一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011030521.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112344973B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉航;史青;張高舉;鐘亮;劉蓓;盛德衛(wèi);高志強(qiáng);徐暠;寧佳晨;王兆剛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙測技術(shù)研究所;航天長征火箭技術(shù)有限公司;北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01D3/036
• 代理公司: 北京巨弘知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11673
• 代理人: 趙洋

本發(fā)明提供一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具及使用方法，包括敏感元件，與敏感元件依次連接的引出光纜和光纖轉(zhuǎn)接器，與敏感元件相連的第一保溫裝置，設(shè)置在第一保溫裝置外部的第二保溫裝置和設(shè)置在第二保溫裝置外部的機(jī)箱。光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具使用方法包括初始溫度判定、調(diào)整、內(nèi)外溫差判定、持續(xù)內(nèi)外層PID控溫等。本發(fā)明為解決光纖光柵信號檢測設(shè)備易受外界環(huán)境的干擾，導(dǎo)致不穩(wěn)定的問題，提出了一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具及使用方法，該光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具可以實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長的精確控制，并具有穩(wěn)定性高、體積小、質(zhì)量輕、測試覆蓋性好、光柵數(shù)量可靈活配置等優(yōu)點(diǎn)，可滿足光纖光柵信號檢測設(shè)備的標(biāo)定、校正、測試需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖光柵測量測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具及使用方法。

背景技術(shù)

自1978年加拿大的Hill等人首次在摻鍺石英光纖中發(fā)現(xiàn)光敏現(xiàn)象并采用駐波法制造出世界上第一根光纖光柵以來，人們對光纖光柵在光傳感方面的研究變得更為廣泛和深入。光纖光柵傳感器除具有一般光纖類傳感器抗電磁干擾、靈敏度高、體積小重量輕、傳輸距離長、耐惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)外，還具有本征自相干能力強(qiáng)以及便于組網(wǎng)組陣實(shí)現(xiàn)多參量分布式測量等優(yōu)勢。光纖光柵本質(zhì)是一段纖芯折射率周期性變化的光纖，當(dāng)光纖光柵受到應(yīng)變或其周圍的溫度發(fā)生變化時，將導(dǎo)致光柵周期Λ和有效纖芯折射率n_eff產(chǎn)生變化，從而使得反射光中心波長值發(fā)生相應(yīng)的紅移或藍(lán)移。

在光纖光柵傳感系統(tǒng)中，光纖光柵傳感器將外界物理量轉(zhuǎn)化為光纖光柵反射波長變化量ΔλB，而信號檢測部分起到了光電轉(zhuǎn)換、電信號處理和輸出的作用。常用的光纖光柵信號檢測設(shè)備有光譜儀、光纖解調(diào)儀等，其解調(diào)原理有光譜法、邊緣濾波法、干涉法、掃描激光器法、F-P濾波法等多種。目前，在光纖光柵信號檢測設(shè)備的標(biāo)定、校正、測試方面還沒有統(tǒng)一的方法與標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的可調(diào)諧激光器與標(biāo)準(zhǔn)波長計(jì)配合的校準(zhǔn)方法，因設(shè)備昂貴、體積較大、只適用于部分原理的解調(diào)儀等原因，在校準(zhǔn)成本、測試覆蓋性、便攜性等方面存在不足，難以滿足應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、需求日益增長的標(biāo)定需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決光纖光柵信號檢測設(shè)備易受外界環(huán)境的干擾，導(dǎo)致不穩(wěn)定的問題，提出了一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具及使用方法，該光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具可以實(shí)現(xiàn)光纖光柵中心波長的精確控制，并具有穩(wěn)定性高、體積小、質(zhì)量輕、測試覆蓋性好、光柵數(shù)量可靈活配置等優(yōu)點(diǎn)，可滿足光纖光柵信號檢測設(shè)備的標(biāo)定、校正、測試需求。

本發(fā)明提供一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具，包括敏感元件，與敏感元件依次連接的引出光纜和光纖轉(zhuǎn)接器，與敏感元件相連的第一保溫裝置，設(shè)置在第一保溫裝置外部的第二保溫裝置和設(shè)置在第二保溫裝置外部的機(jī)箱，光纖轉(zhuǎn)接器安裝在機(jī)箱上；

第一保溫裝置包括層疊設(shè)置的第一溫度傳感器、第一控溫板、用于升溫降溫的第一制冷片、第一散熱板、第一保溫裝置外框、第一保溫裝置外框與第一制冷片形成的密閉的第一保溫腔和與第一溫度傳感器及第一制冷片相連的第一引出電纜；敏感元件和第一溫度傳感器安裝在第一控溫板上部或內(nèi)部；

第二保溫裝置包括設(shè)置在第二保溫裝置內(nèi)部的第二溫度傳感器，層疊設(shè)置的第二控溫板、用于升溫降溫的第二制冷片、第二散熱板，第二保溫裝置外框，第二保溫裝置外框與第二制冷片形成的密閉的第二保溫腔和與第二溫度傳感器及第二制冷片相連的第二引出電纜。

本發(fā)明所述的一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具，作為優(yōu)選方式，機(jī)箱包括機(jī)箱本體，設(shè)置在機(jī)箱本體內(nèi)壁的箱體溫度傳感器和溫度控制電路，箱體溫度傳感器與溫度控制電路相連。

本發(fā)明所述的一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標(biāo)準(zhǔn)具，作為優(yōu)選方式，第一散熱板設(shè)置在第一保溫腔外側(cè)且固定在機(jī)箱本體內(nèi)壁，第一引出電纜與溫度控制電路相連；

第二散熱板設(shè)置在第二保溫腔的外側(cè)且固定在機(jī)箱本體內(nèi)壁上；第二引出電纜與溫度控制電路相連；

第一制冷片和第二制冷片均是半導(dǎo)體制冷片。