一种温度测量用光纤传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种温度测量用光纤传感器，其特征在于：包括光纤束（20），所述光纤束（20）包括多根单元光纤（22），每根单元光纤（22）一端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤（22）具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头（24），另一端形成两股支光纤束（a、b），所述两股支光纤束（a、b）分别与滤波片（26）相连接，所述滤波片（26）与光电探测器（28）相连接。本发明专利技术的探头由光纤束的一端直接形成，且构成结构上既消除了热胀冷缩效应带来的误差，又进一步增大光纤的感温面积，大大增强了信号拾取能力。同时具有结构稳定可靠、体积小、成本低、测量精确度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种温度测量用光纤传感器，其特征在于：包括光纤束（20），所述光纤束（20）包括多根单元光纤（22），每根单元光纤（22）一端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤（22）具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头（24），另一端形成两股支光纤束（a、b），所述两股支光纤束（a、b）分别与滤波片（26）相连接，所述滤波片（26）与光电探测器（28）相连接。本专利技术的探头由光纤束的一端直接形成，且构成结构上既消除了热胀冷缩效应带来的误差，又进一步增大光纤的感温面积，大大增强了信号拾取能力。同时具有结构稳定可靠、体积小、成本低、测量精确度高的优点。【专利说明】一种温度测量用光纤传感器
本专利技术涉及一种光纤传感器，尤其涉及一种温度测量用光纤传感器。
技术介绍
目前，在科学研究与实际的工业应用中，对各种测量方法或测量装置的测量精度、稳定性等均提出了更高的要求，因此，传统的测温方法在使用过程中显示出了多种不足之处。例如:采用热电偶测温时，会存在信号调理复杂、精度低、易受腐蚀等缺陷与问题。光纤式传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。因而相对于传统的测温方法，光纤测温大致有如下的优点:(1)不受电磁干扰，耐腐蚀；(2)无源实时监测、电绝缘、防爆性好；(3)体积小，重量轻，可绕曲；(4)灵敏度高，使用寿命长；(5)传输距离远,维护方便。参见图1所示，已报道的光纤黑体温度传感器原理装置(R.R.DILS J.0f Appl.Phys.1983)，由宝石黑体腔探头1、高温光纤2、传光光纤3、分光镜4、反射镜5、滤波器6和光探测器7组成。黑体辐射通量经高温光纤2传输后由耦合端8耦合到传光光纤3，在传光光纤3的输出端由分光镜4分成两路，再分别经过两个窄带滤波器6后由两个光探测器7接收，该装置由于采用了石英光纤传光，故不受电磁干扰；又由于黑体腔很小，所以对温度变化反应迅速，响应时间短。但是，长期使用中发现该装置还存在如下的缺点:(I)由于黑体腔探头应用了宝石，所以造价昂贵；(2)传递光信号的载体有高温光纤和传光光纤，两者的耦合处会造成能量的浪费；(3)由于应用了分光片，使得整个传感装置结构变得复杂，并且不能应用于环境恶劣的场所；(4)探测信号的暗电流会使后续处理系统复杂、成本变高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用成本低、测量精度较高的温度测量用光纤传感器。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种温度测量用光纤传感器，包括光纤束，所述光纤束包括多根单元光纤，每根单元光纤一端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头，另一端形成两股支光纤束，所述两股支光纤束分别与滤波片相连接，所述滤波片与光电探测器相连接。所述多根单兀光纤绕一中心轴线由内向外分布有多层。各层中对称分布的每四根所述单元光纤纤芯的几何中心连线为一个正方形。所述正方形的边长大于所述单元光纤的直径。靠近中心轴线的每层单元光纤逐渐向内伸缩。所述支光纤束分别通过FC接口与滤波片相连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为:由于构成本专利技术的探头直接是在光纤束的一端形成，光纤束直接探测温度，无需额外的探头，通过两路支光纤束的设计，避免了使用分光镜，不仅简化了测量结构，使结构更加简单、紧凑、且降低了成本，同时，提高了光传动效率，减少了不必要的信号干扰，因此本专利技术结构简单、使用成本低、测量精度较高。【专利附图】【附图说明】图1为现有的光纤黑体温度传感器的结构示意图； 图2为本专利技术的结构示意图； 图3为图2所示探头内光纤纵向排布示意图； 图4为图2所示探头内光纤排列结构示意图； 图中:光纤束20，单元光纤22，探头24，滤波片26，电探测器28。【具体实施方式】以下结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步详细说明:参见图2所示，本专利技术的一种温度测量用光纤传感器，包括具有包覆层27的光纤束20，该光纤束20包括多根单元光纤22，每根单元光纤22 —端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤22具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头24，另一端形成两股支光纤束a、b，该两股支光纤束a、b分别通过FC接口 23连接有一个滤波片26，滤波片26上分别连接有光电探测器28。由于探头24是由多根单元光纤22具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成，同时，另一端形成两股支光纤束a、b，这样就避免了使用分光镜，所以无需额外的探头和分光镜，因此简化了结构降低了成本 参见图3所示，探头24包括多根单元光纤22，在每根单元光纤22 —端的表面均涂有抗氧化金属涂层。这样无需安装单独的宝石探头，因此，大大的降低了成本。多根单元光纤22绕一中心轴线由内向外呈多层分布。优选分布为三层，靠近中心轴线的每层单兀光纤22逐渐向内伸缩，即外层到内层的单元光纤22依次进缩一段距离形成凹形结构，这样不仅扩大了光纤感知温度的面积，又使得光纤不易受到损坏，这种结构还可以有效消除传感器探头结构中各光纤相对位置因热胀冷缩带来的影响。参见图4所示，各层单元光纤22中对称分布的每四根单元光纤28纤芯的几何中心连线为一个正方形，且正方形的边长大于单元光纤22的直径，且四根单元光纤22的中心分别在正方形的四个直角上。例如:探头24端面的最里层四根单元光纤22，各单元光纤22端面几何中心连线为正方形，且四根单元光纤22的中心分别在正方形的四个直角上，正方形的每条边长略大于单兀光纤22的直径长。由内向外第二层共有八根单兀光纤22,对称分布的每四根单元光纤22端面的几何中心连线成一个正方形，共两个正方形，每根单元光纤22的中心仍与正方形的角尖重合，其中，一个正方形的布置刚好使其上每一根单元光纤22与第一层内的两根单元光纤22相切，另一个正方形使其上的每一根单元光纤22与第一层内的每根单元光纤22相切。第三层(即最外层)共有八根单元光纤22，每根单元光纤与第二层相邻的两根单元光纤相切。位于每个正方形对角的两对单元光纤22，其中一对集结成支光纤束a，另一对集结成支光纤束b，总体分配基于对称探测光的原则，从而提高了信号的摄取能力。以上所述仅为本专利技术的较佳实施方式，本专利技术的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本专利技术所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。【权利要求】1.一种温度测量用光纤传感器，其特征在于:包括光纤束(20)，所述光纤束(20)包括多根单元光纤(22)，每根单元光纤(22)—端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤(22)具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头(24)，另一端形成两股支光纤束(a、b)，所述两股支光纤束(a、b)分别与滤波片(26)相连接，所述滤波片(26)与光电探测器(28)相连接。2.根据权利要求1所述的温度测量用光纤传感器，其特征在于:所述多根单元光纤(22)绕一中心轴线由内向外分布有多层。3.根据权利要求2所述的温度测量用光纤传感器，其特征在于:各层中对称分布的每四根所述单元光纤(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量用光纤传感器，其特征在于：包括光纤束（20），所述光纤束（20）包括多根单元光纤（22），每根单元光纤（22）一端的表面上涂有抗氧化金属涂层，多根单元光纤（22）具有抗氧化金属涂层的一端聚集形成探头（24），另一端形成两股支光纤束（a、b），所述两股支光纤束（a、b）分别与滤波片（26）相连接，所述滤波片（26）与光电探测器（28）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯勇，贾丙辉，李宗靖，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：