[發明專利]一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器

有效

• 申請號: 202110180490.8
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112834072B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王文華;師文慶;熊正燁;吳偉娜;張炎生;羅元政;謝玉萍;費賢翔;黃江;賴學輝;王楚虹
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器,包括：光源、光纖耦合器、粗波分復用器、第一光電探測器、第二光電探測器、處理電路、顯示裝置；光源、光纖耦合器、粗波分復用器依次連接，粗波分復用器分別與第一光電探測器、第二光電探測器連接，第一光電探測器、第二光電探測器與處理電路連接，處理電路與顯示裝置連接；光纖耦合器還連接有第一光纖、第二光纖，第一光纖或第二光纖遠離光纖耦合器的一端連接有半導體。本發明提出的檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器，其制作過程簡單、快捷，傳感器具有安全可靠、信號穩定、成本低、靈敏度高和精度高的特點，不依賴其他精密儀器即可實現溫度的高精度測量。

技術領域

本發明涉及光纖邁克爾遜干涉和半導體材料的交叉領域，特別是涉及一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器。

背景技術

光纖傳感器具有電絕緣、抗電磁干擾、靈敏度高、耐高溫耐腐蝕、傳感器端無源，因而本質安全，無需信號轉換和放大器即可遠距離傳輸；同時，光纖傳感器體積小、重量輕，因而在通信、土木工程、石油化工、航空航天等領域都有廣泛的應用前景，邁克爾遜光纖干涉技術是光纖傳感器常用的一種主要技術，具有結構簡單、制作所需技術要求較低的優點，常用于空氣折射率、水聲信號的測量，測量過程主要依賴于干涉條紋的計數或者條紋移動量進行測量，對信號解調要求很高，尤其是在高精度和高靈敏度的測量場合。

邁克爾遜光纖干涉技術在理論上也可用于環境溫度的測量，光源可采用寬帶光源和窄帶激光光源，采用窄帶激光光源測量時通常采用條紋計數或條紋移動的方法測量，信號解調比較復雜且要求高，信號解調方法不完善的時候將造成傳感器的靈敏度和精度降低；采用寬帶光源測量時由于干涉效應非常低，通常采用干涉峰值跟蹤實現參數測量，但是峰值跟蹤測量法存在精度低等不足，或者借助其他精密儀器實現干涉峰值的跟蹤以實現溫度測量，但往往導致系統變得復雜、成本高昂。因此，有關基于邁克爾遜干涉的光纖溫度傳感器的報到較少，有必要提供一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器，以克服當前的不足，實現溫度的測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器，以解決現有技術中存在的技術問題，制作過程簡單、快捷，傳感器具有安全可靠、信號穩定、成本低、靈敏度高和精度高的特點，不依賴其他精密儀器即可實現溫度的高精度測量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種檢測條紋對比度變化的邁克爾遜干涉光纖溫度傳感器，包括：光源、光纖耦合器、粗波分復用器、第一光電探測器、第二光電探測器、處理電路、顯示裝置；所述光源、光纖耦合器、粗波分復用器依次連接，所述粗波分復用器分別與所述第一光電探測器、第二光電探測器連接，所述第一光電探測器、第二光電探測器與所述處理電路連接，所述處理電路與所述顯示裝置連接；

所述光纖耦合器還連接有第一光纖、第二光纖，所述第一光纖或第二光纖遠離所述光纖耦合器的一端連接有半導體；

所述光源用于發射光信號；

所述光纖耦合器用于對所述光源發射的光信號以及所述第一光纖、第二光纖返回的光信號進行耦合、分配；

所述粗波分復用器用于對所述第一光纖、第二光纖返回的光信號進行解復用，得到寬帶光信號和窄帶光信號；

所述第一光電探測器、第二光電探測器分別用于接收所述粗波分復用器解復用得到的寬帶光信號和窄帶光信號；

所述處理電路用于對所述第一光電探測器、第二光電探測器接收的寬帶光信號和窄帶光信號進行信號處理，檢測干涉條紋對比度的變化，基于干涉條紋對比度的變化解調得到溫度檢測結果；

所述顯示裝置用于對解調得到的溫度檢測結果進行顯示。

優選地，所述第一光纖、第二光纖為單模或多模光纖，所述光纖耦合器為3dB耦合器。