[實用新型]一種基于毛細玻璃管FBG和多模光纖的雙參量測量傳感器

有效

• 申請號: 202220679041.8
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN217084679U
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉依婷;龔華平;盧校;秦浩嘉;趙春柳
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01K11/3206
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種基于毛細玻璃管FBG和多模光纖的雙參量測量傳感器，它由寬帶光源、單模光纖、輸入多模光纖、刻有FBG的毛細玻璃管、輸出多模光纖、光譜儀構成。由寬帶光源發出的光經過單模光纖到輸入多模光纖，由于輸入多模光纖較大的模場直徑，使光場得到發散，進入毛細玻璃管時，在毛細玻璃管中傳輸的光會分成在空芯和玻璃壁中的兩部分，再進入輸出多模光纖，兩束光在輸出多模光纖中形成干涉，由于毛細玻璃管上刻有FBG，在光譜儀上可以看到均勻的雙光束干涉譜和FBG透射譜，改變折射率和溫度，通過光譜儀獲得雙光束干涉譜和FBG透射譜的波長移動距離，可以實現對溫度和折射率的同時測量；該傳感器具有靈敏度高、結構簡單，成本低和等優點。

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感技術領域，涉及一種基于毛細玻璃管FBG和多模光纖的雙參量測量傳感器。

背景技術

在過去的幾十年里，光纖傳感器以其獨特的特性，如具有絕緣性好、抗電磁干擾、成本低、重量輕、化學性能穩定、結構緊湊、能在惡劣環境下工作等優點，在傳感測量中得到了廣泛的研究。到目前為止，已經基于不同的傳感原理開發了各種光纖傳感器，近年來的光纖傳感器，如馬赫-曾德干涉儀、邁克爾遜干涉儀、法布里-珀羅干涉儀(FPI)和光纖布拉格光柵(FBG)在監測各種物理量的應用中吸引了大量關注。其中，基于光纖光柵的傳感器由于其成熟的制造工藝和復用能力，是最具代表性和最有前途的光纖傳感技術之一，集成化、微型化和多參數測量是光纖傳感器技術發展的主要方向。

折射率和溫度作為重要的傳感參數，在工業生產、環境監測、臨床試驗和食品檢驗等領域都已經得到了廣泛的應用。折射率測量不可避免地受到溫度變化的影響，因此實現對折射率和溫度的同時測量意義重大。專利公開號為CN205940607U提出的雙參量測量傳感器，存在制作工藝復雜、測量靈敏度不高等缺陷，在實際使用中受到限制。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種基于毛細玻璃管FBG和多模光纖的雙參量測量傳感器，可用于同時測量溫度和折射率，具有結構簡單、靈敏度高等優點。

為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

本實用新型包括寬帶光源(1)、單模光纖(2)、輸入多模光纖(3)、毛細玻璃管(4)、FBG(5)、輸出多模光纖(6)、光譜儀(7)；寬帶光源(1)與單模光纖(2)的左端連接，單模光纖(2)的右端與輸入多模光纖(3)的左端連接，輸入多模光纖(3)的右端與毛細玻璃管(4)的左端連接，毛細玻璃管上刻有FBG(5)，毛細玻璃管(4)的右端與輸出多模光纖(6)的左端連接，輸出多模光纖(6)的右端連接光譜儀(7)。

本實用新型所述的寬帶光源(1)，波長范圍為1500nm-1620nm。

本實用新型所述的輸入多模光纖(3)，纖芯直徑為62.5um，包層直徑為125um，長度為2～10mm。

本實用新型所述的毛細玻璃管(4)，內徑為20um，外徑為125um，長度為10mm。

本實用新型所述的FBG(5)，采用飛秒激光和相位掩模板法刻寫在毛細玻璃管(4)上，長度為10mm。

本實用新型所述的輸出多模光纖(6)，纖芯直徑為62.5um，包層直徑為125um。

本實用新型的有益效果為：傳感結構僅需在光纖熔接機上制作，結構簡單、成本低；利用毛細玻璃管與多模光纖組合結構，構成雙光束干涉儀，所以測量的靈敏度高。

附圖說明

下面結合附圖及其具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的系統結構示意圖。

1為寬帶光源，2為單模光纖，3為輸入多模光纖，4為毛細玻璃管，5為FBG，6為輸出多模光纖，7為光譜儀。

具體實施方式