【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感器，尤其涉及一种测量海水温压的f-p级联光纤传感器。
技术介绍
1、目前的光纤传感器具有体积小、信号衰减小、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、成本低等优良特性，已经逐渐成为海洋环境下替代ctd探测系统的一种新选择。现有的光纤传感器主要分为光纤光栅传感器、基于马赫-曾德尔（m-z）干涉仪形式的马赫-曾德尔传感器和基于法布里-珀罗干涉仪形式的法布里-珀罗传感器。其中，光纤光栅传感器易于制作、结构稳定，但是其测温灵敏度较低，且测量压力的结构比较复杂。马赫-曾德尔式传感器可以实现对温度、压力的测量，但是其结构复杂，制作难度也较大。法布里-珀罗式传感器作为光纤传感器的重要分支，除了具有光纤传感器的优点外，还具有结构简单、检测精度高、测量动态范围大等优点。
2、例如中国专利cn114923611a公布了一种能够同时测量压力和温度的光纤传感器，其结构包括用于测量压力和温度的传感部分以及光谱仪。该专利技术利用由第一空芯光纤构成的多个法布里-珀罗干涉腔来感知温度和压力的变化。该专利公开的光纤传感结构通过布置单模光纤和空芯光纤的相对位置来实现其功能，能够同时感知温度和压力的变化。然而，由于单模光纤和空芯光纤都极其脆弱，难以抵御复杂海洋环境中外力的影响，这导致光纤传感器在测量过程中的稳定性降低，最终可能无法保证测量精度。此外，尽管在该光纤传感结构的基础上可以通过更换压力膜片的材质或调节单模光纤与空芯光纤之间的距离来尝试提高测量精度，但现有的光纤传感结构在进一步提高测量精度方面仍存在局限性。
3、为此，为了解决上述
技术实现思路
1、（一）要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种测量海水温压的f-p级联光纤传感器，以解决现有技术中光纤传感器结构只是单模光纤纤芯外部直接套接毛细石英管，连接处脆弱，导致连接处根本无法抵抗复杂海洋环境中的外力影响，使光纤传感器在测量过程中的稳定性降低，且无法保证测量精度，且无法通过现有的光纤传感结构进一步提高测量精度的技术问题。
3、（二）技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、本专利技术实施例提供一种测量海水温压的f-p级联光纤传感器，包括光纤光栅解调仪和光纤传感结构，其中的光纤传感结构包括：毛细石英管管体；单模光纤，设置于毛细石英管管体的内部，并与毛细石英管管体的内壁相连接；固定件，设置于毛细石英管管体的第一端部，且套设于单模光纤的外部，并与毛细石英管管体的端部相连接；温度传感腔，设置于毛细石英管管体的内部，且靠近单模光纤的远离固定件的端部；压力输入腔，设置于毛细石英管管体的第二端部，且压力输入腔的第一端口朝向温度传感腔，压力输入腔的第二端口，朝向毛细石英管管体的第二端部，第一端口的半径小于第二端口的半径；第二端口的半径为r1，压力输入腔的开口角度为θ，且0.2r1＜θ＜0.3r1；压力传感腔，设置于毛细石英管管体的内部，且与第一端口相连通；温敏材料，设置于毛细石英管管体的内部，且设置于温度传感腔与压力传感腔之间；压力膜片，设置于第二端口的外部，并与毛细石英管管体相连接。
6、可选地，当第二端口的半径大于第一端口的半径的情况下，由于压力输入腔第二端口处为倾斜角，故压力输入腔的第二端口处总载荷为：
7、
8、其中，q1为压力输入腔第二端口处的总载荷，单位为n；f1为作用在第二端口的作用力，单位为n；r1为第二端口的半径，单位为μm；θ为压力输入腔的母线与第二端口所在平面的夹角，单位为°。
9、可选地，压力输入腔的开口角度θ为40°至80°。
10、可选地，第二端口的半径r1为150µm-300µm。
11、可选地，固定件为锥形结构的毛细石英管。
12、可选地，压力膜片为铍青铜膜片。
13、可选地，铍青铜膜片的厚度为10µm-20µm。
14、可选地，压力膜片为锡青铜膜片。
15、可选地，锡青铜膜片的厚度为10µm-20µm。
16、可选地，温敏材料为聚二甲基硅氧烷。
17、（三）有益效果
18、本专利技术的测量海水温压的f-p级联光纤传感器，包括光纤光栅解调仪和光纤传感结构，其中的光纤传感结构由于设置了温度传感腔和压力传感腔，进而能够兼顾测量海水的温度和压力，且由于设置了固定件，使得单模光纤与毛细石英管管体的连接处抵抗横向力的能力增强，进而提高了光纤传感器在复杂海洋环境下的稳定性，同时使第二端口的半径大于第一端口的半径，限定了压力输入腔的结构，进而提高了压力传感器对压力测量的灵敏度，并通过限定第二端口的半径为r1与压力输入腔的开口角度为θ之间的关系，既提升了压力传感器吸收压力的敏感度，又保证了压力膜片的安全设置和使用。
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1.一种测量海水温压的F-P级联光纤传感器，包括光纤光栅解调仪和光纤传感结构，其特征在于，所述光纤传感结构包括：
2.如权利要求1所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于：
3.如权利要求1所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述压力输入腔的开口角度θ为40°至75°。
4.如权利要求1所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述第二端口的半径为R1为200µm-250µm。
5.如权利要求1所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述固定件为锥形结构的毛细石英管。
6.如权利要求1所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述压力膜片为铍青铜膜片。
7.如权利要求6所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述铍青铜膜片的厚度为10µm-20µm。
8.如权利要求1至7任一项所述的测量海水温压的F-P级联光纤传感器，其特征在于，所述温敏材料为聚二甲基硅氧烷。
【技术特征摘要】
1.一种测量海水温压的f-p级联光纤传感器，包括光纤光栅解调仪和光纤传感结构，其特征在于，所述光纤传感结构包括：
2.如权利要求1所述的测量海水温压的f-p级联光纤传感器，其特征在于：
3.如权利要求1所述的测量海水温压的f-p级联光纤传感器，其特征在于，所述压力输入腔的开口角度θ为40°至75°。
4.如权利要求1所述的测量海水温压的f-p级联光纤传感器，其特征在于，所述第二端口的半径为r1为200µm-250µm。
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