【技术实现步骤摘要】
本技术属于海洋测量传感，具体涉及一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头。
技术介绍
1、温度和压力参数是海洋声速、流速、密度、热含量等参数获取的基础，温深传感器作为海洋探测的基本设备在海洋经济、海洋生态、海洋军事等领域占据重要地位。用于海洋温深探测的投弃式温度剖面测量仪(xbt)是具备灵活性高、价格低廉、探测效率强等优势的一次性设备，现在已经是各国快速测量温深数据的有效手段。然而，传统xbt使用的大多是电学测温元件，除使用经验公式测量深度外还存在灵敏度较低、响应时间较慢、热稳定性较差等问题。而光纤光栅具有体积小、抗电磁干扰、耐压耐腐蚀等特性，并且作为良好的温度和应变敏感器件，在水下探测工作时表现出高分辨率与快响应速度，可以实现对海洋温深数据的高灵敏度动态传感。由于裸光纤光栅灵敏度较低问题，大部分研究对光纤光栅的采用不同方法进行增敏，但现有研究仍存在灵敏度不高，尺寸较大，响应时间较长，温度和深度双参数获取时间不匹配等问题。
2、目前现有技术大都使用了如悬臂梁、波纹管、薄壁圆筒等结构对裸光纤布拉格光栅(fbg)进行压力增敏，使用如镀膜等方式对裸fbg进行温度增敏，但仍然存在灵敏度不够高，响应速度不够快，获取温度和深度时间不匹配等问题。
3、中国专利cn202210955473.1公开了一种光纤光栅温深传感器探头结构，其虽然可以独立的测温和测压，但是水银的过渡设置影响了测压的灵敏度和误差，且结构相对复杂，要求精度高。
4、因此，如何提供一种结构简单，灵敏度高的海洋温度深度传感器探头是本领域技术人员
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术提供了一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，可以同时提高温度灵敏度和压力灵敏度，同时降低温度响应时间和压力响应时间，使得温度和深度双参数获取时间相匹配，并能够对测压部分实现温度补偿。
2、为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其包括：
3、壳体，所述壳体的内部具有检测腔，所述壳体对应检测腔的一端设有敞口，另一端设有光纤过线孔；
4、感压膜片，所述感压膜片的四周密封固定在所述敞口，所述感压膜片靠近检测腔的一侧中部固定连接有压力传感光纤光栅；
5、第一温度传感光纤光栅，所述第一温度传感光纤光栅位于所述检测腔并探测检测腔内的温度，所述第一温度传感光纤光栅用于补偿压力传感光纤光栅受感压膜片温度影响的数据误差，所述第一温度传感光纤光栅与压力传感光纤光栅使用光纤串联；
6、金属银管，所述金属银管固定连接在所述壳体对应光纤过线孔的一端外侧，所述金属银管内封装有第二温度传感光纤光栅，所述第二温度传感光纤光栅与第一温度传感光纤光栅串联并测量壳体外部环境温度，所述第二温度传感光纤光栅通过导出光纤可与外部的调节设备连接。
7、本技术的有益效果是：将感压膜片连接在壳体的敞口端，在感压膜片上连接压力传感光纤光栅，测量时，感压膜片接触海水发生形变，此时压力传感光纤光栅受力压力和温度的双重作用，其有效折射率受到外界压力与温度影响后发生变化使得其中心波长发生偏移，布置的第一温度传感光纤光栅用来探测检测腔内的温度，用此来补偿压力传感光纤光栅受温度的影响，进而保证压力检测的灵敏度和准确性，进而测量该位置海水的深度，利用第二温度传感光纤光栅直接测量外部环境的海水温度，此外，本专利技术通过调整测压部分感压膜片的厚度和长度来进行压力灵敏度调谐；通过调整测温部分金属银管的半径来进行温度灵敏度调谐，便于调整温度和压力的测量灵敏度，根据压力数据获知海水的深度情况。
8、优选的，所述壳体为不锈钢成型的柱状壳体，所述感压膜片为铜制膜片，所述感压膜片焊接固定在所述壳体的敞口处，所述压力传感光纤光栅通过氰基丙烯酸酯胶粘固在感压膜片的中心。
9、由此产生的技术效果是：不锈钢柱形壳体耐腐蚀，具有高强度特性，可适应海水环境，感压膜片为铜制膜片，有较强的延展性，受压形变的灵敏度较高。
10、优选的，所述壳体对应检测腔的内部固定有金属隔板，所述金属隔板上设有避位光纤穿过的穿孔，所述压力传感光纤光栅与第一温度传感光纤光栅之间的光纤固定在金属隔板上。
11、由此产生的技术效果是：金属隔板提供了光纤固定基础，在第一温度传感光纤光栅安装时，避免外部因素对其产生形变的影响。
12、优选的，所述第一温度传感光纤光栅与第二温度传感光纤光栅的中心波长相同，所述压力传感光纤光栅的中心波长大于第一温度传感光纤光栅或者第二温度传感光纤光栅的中心波长。
13、由此产生的技术效果是：利用不同中心波长的光纤光栅进行传感，实现压力和温度的区分探测。
14、优选的，所述感压膜片密封敞口使得检测腔为密闭腔。
15、由此产生的技术效果是：密闭的检测腔使得第一温度传感光纤光栅有高精度的数据检测，不受海水压力影响，以便于补偿压力传感光纤光栅的温度数据误差。
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1.一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，所述壳体(1)为不锈钢成型的柱状壳体，所述感压膜片(3)为铜制膜片，所述感压膜片(3)焊接固定在所述壳体(1)的敞口处，所述压力传感光纤光栅(4)通过氰基丙烯酸酯胶粘固在感压膜片(3)的中心。
3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，所述壳体(1)对应检测腔的内部固定有金属隔板(10)，所述金属隔板(10)上设有避位光纤穿过的穿孔，所述压力传感光纤光栅(4)与第一温度传感光纤光栅(6)之间的光纤(5)固定在金属隔板(10)上。
4.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，所述第一温度传感光纤光栅(6)与第二温度传感光纤光栅(8)的中心波长相同，所述压力传感光纤光栅(4)的中心波长大于第一温度传感光纤光栅(6)或者第二温度传感光纤光栅(8)的中心波长。
5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特
...【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，所述壳体(1)为不锈钢成型的柱状壳体，所述感压膜片(3)为铜制膜片，所述感压膜片(3)焊接固定在所述壳体(1)的敞口处，所述压力传感光纤光栅(4)通过氰基丙烯酸酯胶粘固在感压膜片(3)的中心。
3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅串联结构的海洋温深传感器探头，其特征在于，所述壳体(1)对应检测腔的内部固定有金属隔板(10)，所述金属隔板(10)上设有避位光纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣雨，曾丽娜，魏晨曦，李焕烟，陈璐，李林，刘鲁鑫彧，陈鹏，李英超，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：新型
国别省市：
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