CN110864742B - 基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明针对微纳光纤及微纳光纤耦合器机械强度较弱且易受污染影响的缺陷，以及现有的温盐深传感器体积庞大、精度不高，设计一种基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，由微纳光纤耦合器、传感器外保护套、传感器内保护套管、两个传感器内保护套管帽、四个传感器进水槽套帽、四个传感器净水滤芯、两个反射镜膜、传感器外保护套帽、光纤收纳槽、四个过滤网组成，该传感器能够同时实现海水温度、盐度、深度三个参数的高灵敏度传感，具有零电子元件，结构紧凑、灵敏度高、集成方便等性能优势，并且能阻隔浮游生物、海藻、泥沙等对传感器性能的影响，具有很好的耐压性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤传感技术，尤其是一种基于微纳光纤耦合器(Opticalmicrofiber coupler，OMC)干涉仪的全光纤温盐深传感器。
背景技术
海洋环境各要素参量直接影响海洋经济开发、海洋环境保护及全球气候变化，并且与海上装备、设备运行效能及安全息息相关。例如：海水温度、盐度分布直接决定海洋跃层分布，进而影响海上及水下平台运行安全；除此之外，海水的温、盐、深、流速等动力学环境要素还直接决定水声传播特性，进而决定着声纳探测设备的使用方式和工作性能等。因此，对海洋各环境要素进行实时、高效、快速、原位、大规模、连续监测，是开发海洋、经略海洋必需具备的能力。特别是开发用于海洋温度、盐度、深度监测的原位、高精度、多参量兼容的传感系统与技术意义重大且需求紧迫。
传统的盐度、温度和深度测量装置是基于电子器件的电导-温度-深度(CTD)测量系统。电学式盐度传感器的工作原理是利用水溶液中氯离子含量与电导率之间的对应关系，即通过测试海水电导率来实现盐度传感。该技术显然容易受到溶液中其他导电离子的干扰。另外，传统电学式CTD存在成本高、体积大、易受电磁干扰、可靠性低、难以集成等问题，并且不满足海水表面测量等特殊环境应用需求。而光纤传感器具有体积小、成本低、复用方便、抗电磁干扰等优势，因此近年来受到广泛关注，并被视为海洋环境监测的新一代传感器。
要满足海洋环境监测应用需求，光纤传感器解决环境适应性、灵敏度、复用集成、多参量同步检测、交叉灵敏度解调等问题。目前许多研究成果只关注单参量或双参量检测。早期的研究人员利用串联的光纤布拉格光栅结构来实现温度、盐度和深度的同时测量。交叉灵敏度的解决方法是采用传递矩阵法求解参数。该结构具有良好的线性度，但是其传感精度低，限制了其应用范围。后来研究人员又设计了法布里－珀罗干涉仪和马赫-曾德干涉仪等结构来提高精度，但是很难从这种设计的输出信号中提取特征值，这给全光纤多参数传感带来了挑战。
鉴于此，学者们不断尝试用新的方法和传感结构来提升传感性能，如基于扇形结构光纤与SPR、LMR效应的温盐深光纤传感器(专利号：CN 109764976 A)、基于楔形微孔光纤光栅的温盐深传感器(专利号：CN108845387A)、基于长周期光栅、布拉格光栅和镀金属膜多种结构结合的温盐深传感器(专利号：CN203672774U)、基于多模和单模光纤级联而成的盐度和温度传感器(专利号：CN108955774A)以上结构和方法在一定程度上提高的传感器的性能，但其制作复杂、环境适应性差、信号解调困难等问题还需进一步解决。
近年来，微纳光纤(optical microfiber,OM)传感器以其体积小、灵敏度高、制作简单、成本低、响应速度快等优点，被广泛应用于各种物理参数的传感研究中。微纳光纤通常是利用特有的设备对常规光纤加热并拉伸至纳米级尺寸光纤，其与方便现有光纤系统集成。另外，OM具有较大的倏势场、强光约束能量、灵活性高、抗电磁干扰等卓越光学性能，因此在近场光学、非线性光学、量子光学等基础研究方面和微纳尺度的光传输、耦合、调制、谐振、放大、传感等应用研究方面都展现了巨大的科研价值。OM自身具有的倏逝场传输特性，使其可实现高灵敏度传感应用。而同样采用光纤拉锥而成的微纳光纤耦合器(opticalmicrofiber coupler,OMC)，不但具有OM的倏逝场传输特性，而且为波长相关器件。相较于OM，OMC灵敏度更高，因此其传感应用价值越来越受重视，并已被用于海洋各环境参量传感研究。相比微纳光纤环/结型谐振腔、光纤光栅、F-P腔等类型光纤传感器，基于OMC的传感器灵敏度可高出5～40倍。基于OMC的各型海洋环境参量光纤传感器，大多通过测试海洋环境参量变化引起光纤波导及增敏介质折射率(RI)变化量来实现相应传感功能，并通过基于波长跟踪技术的光谱分析法实现解调，因此方便多参量传感器信号一体化综合保障。另外，OMC多采用双光纤熔融拉锥而成，因此具备多端口光传输功能，方便复用集成。
需说明的是，为满足从海面到两千多米深海的全海域水文参量测量的实际应用需求，需解决传感器的深海抗高压性，浅海泥沙、浮游生物对传感器的串扰等问题。因此需对传感器进行设计结构设计，以适应海洋复杂环境应用需求。此外，海水表面以下浅层区域温度、盐度变化剧烈，因此需密集布防传感器，以提高阵列空间分辨率，进而提高温度场和盐度梯度分布的估计精度。因此，所设计的温盐深传感器需便于复用集成，且制作成本低。鉴于以上海洋环境监测实际需求和OMC传感器的优势，本发明提出一种基于OMC干涉仪的温盐深传感器。
发明内容
本发明针对微纳光纤及微纳光纤耦合器机械强度较弱且易受污染影响的缺陷，以及现有的温盐深传感器体积庞大、精度不高，设计一种基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器。该传感器能够同时实现海水温度、盐度、深度三个参数的高灵敏度传感，具有零电子元件，结构紧凑、灵敏度高、集成方便等性能优势，并且能阻隔浮游生物、海藻、泥沙等对传感器性能的影响，具有很好的耐压性和稳定性。
本发明采用的技术方案是：
本发明所述基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器包括微纳光纤耦合器(简称：OMC)、传感器外保护套、传感器内保护套管、两个传感器内保护套管帽(一号传感器内保护套管帽、二号传感器内保护套管帽)、四个传感器进水槽套帽、四个传感器净水滤芯、两个反射镜膜、传感器外保护套帽、光纤收纳槽、四个过滤网。
所述的微纳光纤耦合器由两根常规单模光纤缠绕并熔融拉锥而成，包括一个均匀腰区、两个锥形区、四段尾纤、四个输入输出端口，分别是P1端口、P2端口、P3端口、P4端口。OMC的P3端口和P4端口分别镀反射镜膜，即构成OMC干涉仪。
所述传感器外保护套为对称圆筒结构，为满足深海高压应用需求，采用壳体为钛合金材质，表面做防腐蚀处理；传感器外保护套对称开有四个传感器进水槽，以使海水能快速进入传感器内充分与OMC干涉仪传感区域接触，达到快速响应的作用；进水槽内放置传感器净水滤芯，进水槽外加盖传感器进水槽套帽，并用胶固定；传感器进水槽套帽内侧粘附有过滤网，可过滤海藻泥沙等大颗粒杂质；传感器外保护套一端留有光纤收纳槽，用于放置OMC的尾纤和反射端。
所述传感器进水槽套帽为钛合金材质，帽上开有进水孔供海水进入传感器内。
所述的过滤网由耐腐蚀的特氟龙材质制成。
所述传感器净水滤芯填充材料为优质颗粒活性炭和软化树脂的混合物。用特氟龙套筒封装混合物，可过滤微生物等细微杂质。
所述传感器内保护套管帽为钛合金材质套帽，帽盖中心开有通孔，供OMC的尾纤通过。
所述传感器内保护套管为圆筒结构的钛合金材质套管，套管壁上开有多个过水孔，供已过滤的海水进入。
所述传感器外保护套帽材质为钛合金，套在传感器外保护套上并用胶固定，帽盖中心开有通孔，仅供光纤通过。
一号传感器内保护套管帽和二号传感器内保护套管帽分别用紫外胶固定于OMC两端的尾纤处，其中，一号传感器内保护套管帽靠近OMC的P3、P4端口，二号传感器内保护套管帽靠近OMC的P1、P2端口，再将一号传感器内保护套管帽和二号传感器内保护套管帽依次扣入传感器内保护套管中并固定，OMC悬空封装在传感器内保护套管中，防止OMC腰区碰壁而带来附加损耗或断裂。再将传感器内保护套管套装在传感器外保护套内，P3、P4端口及两个反射镜膜放在光纤收纳槽中，并用紫外胶封装，防止海水进入光纤收纳槽，使OMC干涉仪的臂差只对温度响应，而对盐度和压力不响应，以致在后续信号解调中进行温度补偿，可简化解调运算和提高传感精度；在靠近二号传感器内保护套管帽一侧套上传感器外保护套帽，并用胶固定，使得OMC的P1、P2端口依次通过二号传感器内保护套管帽和传感器外保护套帽的通孔引出。
在使用本发明进行海水温度、盐度、深度探测时，采用宽频源或宽谱扫描光源作为探测光源经过光隔离器与OMC的P1端相连，将探测光注入OMC干涉仪内。探测光经过OMC第一次耦合后从P3和P4端输出，再被两端口的反射镜膜反射，后经OMC第二次耦合时发生“干涉”，当周围环境如海水温度、盐度、深度变化时，OMC的特征光谱会受到调制，携带有环境信息的“干涉”探测光将从OMC的P2端口输出。采用光谱分析仪或波长跟踪扫描解调系统与OMC的P2端口相连，通过监测OMC干涉仪返回光谱的变化情况即可实现对环境的监测传感。
本发明所述传感器对温度、盐度、深度感应的原理如下：
本发明所用微纳光纤耦合器由两根常规单模光纤缠绕并熔融拉锥而成，包括一个均匀腰区、两个锥形区和四个输入输出端口(P1、P2、P3、P4)。根据局域耦合模理论，OMC总的耦合为其每个局部耦合的叠加。OMC整个耦合区包含锥形过渡区的弱耦合区、强耦合区和均匀腰区强耦合区。OMC中两根光纤的融合程度可由D＝d/r表示，d为两光纤的纤芯距离，r为其中一锥区半径。
当D≥2时，定义为弱耦合，弱耦合系数CWC由下式表示：
z(x)＝x/2
其中，k＝1，U∞＝2.405，表示高阶模截止频率，r表示锥区半径，z为其中一锥区长度，x为熔融拉锥长度，VWC为锥区的归一化频率，n2和n3分别表示纤芯折射率和海水环境折射率。
当D<2时，定义为强耦合，强耦合系数CSC由下式表示：
其中a为常数，表示均匀腰区半径，VSC为均匀腰区的归一化频率。
OMC总的耦合为其局部弱耦合与局部强耦合的叠加，总耦合系数
表示为：
由耦合模理论可以得到P3、P4的输出光强：
令P1＝1，由耦合模理论和相干光干涉理论可得P2的输出光强：
化简得：
其中φ0＝α2-α1为臂差引起的初始相位差，φ1为温度引起的臂差而产生的相位差，由于干涉仪尾纤密封在收纳槽里，海水无法进入收纳槽，故相位差φ1只对温度响应，而对盐度和压力不响应。表示为
其中la表示臂差。本发明的传感器传感原理是基于温度、盐度、深度变化引起波长漂移，波长的漂移情况分析如下：
在温度传感中，由于光纤存在热光效应和热胀效应，当温度改变时会引起纤芯折射率n2变化△n2、海水折射率n3变化△n3、耦合长度lw变化△lw、腰区半径r变化△r、均匀腰区半径a变化△a和臂差la变化△la，从而导致波长漂移△λ。故本发明的传感器温度响应可由下式表示：
在盐度传感中，海水盐浓度的变化不会改变纤芯折射率n2、耦合长度lw、腰区半径和臂差la，但会引起海水折射率n3变化△n3，故本发明的传感器盐度响应可由下式表示：
在深度传感中，以海水压力作为主要指标，当传感器受压力作用时，耦合器的参数会发生变化，纵向应变效应使耦合长度lw变化△lw，由于海水无法进入尾纤收纳槽，故压力对臂差la不产生作用。横向泊松效应使锥区半径r和均匀腰区半径a分别变化△r和△a，弹光效应使光纤的纤芯折射率n2变化△n2，海水的折射率n3也会随压力变化△n3，从而引起波长漂移△λ。故本发明的传感器的压力响应可由下式表示：
进一步的，利用光谱分析仪对P2端进行监测，通过跟踪光谱中波长变化Δλ_dip及反演计算求出响应灵敏矩阵S，即可实现海水温度、盐度、深度同时测量。
臂差引起的相位差会使频谱存在包络曲线，而臂差只对温度响应，故跟踪包络曲线的变化即可得出温度灵敏度，可以补偿校正响应灵敏矩阵S中计算得到的温度灵敏度。基于OMC干涉仪臂差温度传感，一方面可提高监测精度，简化解调运算，另一方面可提高传感器的稳定性与可靠性。
采用本发明可以达到以下技术效果：
1、本发明涉及的传感器能够同时实现海水温度、盐度、深度三个参数的高灵敏度传感；
2、本发明的传感器内外保护套筒均为对称结构，且采用防腐蚀耐高压钛合金材料，具有抗高压性。
3、本发明的过滤结构能有效隔绝泥沙、浮游生物对传感器产生串扰，使传感器能适应在深海、浅海全海域的复杂环境，有效增强传感器的测量稳定性，提高了传感精度，也有利于延长使用寿命。
4、本发明的传感器内设计了尾纤收纳槽，使干涉仪臂差对温度产生额外响应，而对盐度和压力不响应，因此可对温度进行补偿校正，更便于信号解调和提高传感精度。
5、本发明的传感传感器成本低、无电子元件、结构紧凑、耐腐蚀、集成度高、布放使用简单。
6、本发明采用传感器反射式光路设计且基于通用的波长跟踪解调技术，相比于其他光纤温盐深传感结构，本发明的结构更方便复用解调与阵列集成。
附图说明
图1是本发明基于OMC干涉仪的全光纤温盐深传感器剖面结构示意图；
图2是本发明传感器外保护套；
图3是传感器内保护套管示意图；
图4是传感器内保护套管帽示意图；
图5是传感器进水槽套帽示意图；
图6是进水过滤网；
图7是微纳光纤耦合器；
图8是传感器外保护套帽；
图9传感器净水滤芯剖面图；
图10是基于OMC干涉仪的全光纤温盐深传感器测试系统；
图11是不同温度度下OMC干涉仪的仿真光传输特征谱；
图12是基于OMC干涉仪的全光纤温盐深传感器阵列系统；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1所示。本发明的一个实施例所涉及的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器包括微纳光纤耦合器11、传感器外保护套12、传感器内保护套管13、两个传感器内保护套管帽(一号传感器内保护套管帽141、二号传感器内保护套管帽142)、四个传感器进水槽套帽15、四个传感器净水滤芯16、两个反射镜膜17、传感器外保护套帽18、光纤收纳槽19、四个过滤网110。
所述的微纳光纤耦合器11由两根常规单模光纤缠绕并熔融拉锥而成，包括一个均匀腰区、两个锥形区、四段尾纤、四个输入输出端口，分别是P1端口、P2端口、P3端口、P4端口。OMC11的P3端口和P4端口分别镀上反射镜膜17，即构成OMC干涉仪。
所述传感器外保护套12为对称圆筒结构，为满足深海高压应用需求，采用壳体为钛合金材质，表面做防腐蚀处理；传感器外保护套12对称开有四个传感器进水槽，以使海水能快速进入传感器内充分与OMC干涉仪传感区域接触，达到快速响应的作用；进水槽内放置传感器净水滤芯16，进水槽外加盖传感器进水槽套帽15，并用胶固定；传感器进水槽套帽15内侧粘附有过滤网110，可过滤海藻泥沙等大颗粒杂质；传感器外保护套12一端留有光纤收纳槽19，用于放置OMC干涉仪的尾纤和反射端。
传感器的组装顺序为：一号传感器内保护套管帽141和二号传感器内保护套管帽142分别用紫外胶固定于OMC两端的尾纤处，其中，一号传感器内保护套管帽141靠近OMC11的P3、P4端口，二号传感器内保护套管帽142靠近OMC11的P1、P2端口，再将一号传感器内保护套管帽141和二号传感器内保护套管帽142依次扣入传感器内保护套管13中并固定，OMC11悬空封装在传感器内保护套管13中，防止OMC11腰区碰壁而带来附加损耗或断裂。再将传感器内保护套管13套装在传感器外保护套12内，P3、P4端口及两个反射镜膜17放在光纤收纳槽19中，并用紫外胶封装，防止海水进入光纤收纳槽19，使OMC干涉仪的臂差只对温度响应，而对盐度和压力不响应，以致在后续信号解调中进行温度补偿，可简化解调运算和提高传感精度；在靠近二号传感器内保护套管帽142一侧套上传感器外保护套帽18，并用胶固定，使得OMC11的P1、P2端口依次通过二号传感器内保护套管帽142和传感器外保护套帽18的通孔引出。
如图2所示，本发明所述传感器外保护套12为对称圆筒结构，壳体为钛合金材质，对称开有四个传感器进水槽用于进出海水。
如图3所示，本发明所述传感器内保护套管13为圆筒形钛合金材质套管，套管壁上开有多个过水孔，供已过滤的海水进入。
如图4所示，本发明所述传感器内保护套管帽141、142为钛合金材质套帽，帽盖中心开有通孔，供光纤通过。
如图5所示，本发明所述传感器进水槽套帽15为钛合金材质套帽，分别套在4个进水槽外并用胶固定。套帽上开有进水孔供海水进入传感器内。
如图6所示，本发明所述的过滤网110由特氟龙材质制成，用胶水粘附在传感器进水槽套帽内侧，可过滤海藻泥沙等大颗粒杂质。
如图7所示，本发明所述微纳光纤耦合器11由两根常规单模光纤缠绕并熔融拉锥制成，包括一个均匀腰区73，两个锥形区71、72和P1、P2、P3、P4四个端口。
如图8所示，本发明所述传感器外保护套帽18为钛合金材料，套在传感器外保护套12上并用胶固定，帽盖中心开有通孔，供光纤通过。
如图9所示，本发明所述传感器净水滤芯16填充材料为优质颗粒活性炭和软化树脂的混合物。用特氟龙套筒封装混合物，滤芯放置在传感器进水槽中。可过滤微生物等细微杂质。
如图10所示，使用本发明涉及的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器(以下简称：温盐深传感器)的完整传感光路由宽谱扫描光源光源101、光谱仪102、光隔离器103、温盐深传感器104构成。
在使用本发明进行海水温度、盐度、深度探测时，采用宽频源或宽谱扫描光源作为探测光源经过光隔离器与OMC的P1端相连，将探测光注入OMC干涉仪内。探测光发生经过OMC第一次耦合后从P3和P4端输出，再被两端口的反射镜膜反射，后经OMC第二次耦合时发生“干涉”，当环境变化时(即海水温度、盐度、深度变化)，OMC的特征光谱会受到调制，携带有环境信息的“干涉”探测光将从OMC的P2端口输出。采用光谱分析仪或波长跟踪扫描解调系统与OMC的P2端口相连，通过监测OMC干涉仪返回光谱的变化情况即可实现对环境的监测传感。
基于OMC干涉仪温盐深传感器在对海水盐度、温度及深度三参量同时传感时存在交叉灵敏度问题，因此采用多波长跟踪技术解决。对于OMC干涉仪，经过优化设计其输出特征光谱会存在多个dip波长，而每个dip波长都可以用于盐度、温度及深度传感。
如图11所示，不同温度下OMC干涉仪P2端的光传输仿真特征谱。通过跟踪三个dip波长，可以得到不同检测波长随温度变化的监测灵敏度，测算显示不同dip波长对应的传感灵敏度存在差异。此外，在仿真图中可明显看出随温度变化存在包络曲线，跟踪包络曲线的相位变化得出的灵敏度即可对跟踪dip波长计算得到的灵敏度进行补偿。
温盐深三参量测试及解调方法如下：
1、把CTD传感器放置在海水中，保持海水的深度和温度不变，通过添加纯净水或者NACL溶液改变海水盐度，利用监测系统测三个dip波长分别对应的波长偏移量，计算得到盐度响应灵敏Ss1，Ss2，Ss3；
2、进一步的，保持海水的盐度和深度不变，通过加热器改变海水的温度，利用监测系统测三个dip波长分别对应的波长偏移量，计算得到温度响应灵敏St1，St2，St3。利用监测系统测包络曲线的相位变化，得到△φ1，计算得到温度与包络曲线相位变化的关系，可对St1，St2，St3计算得到的温度灵敏度进行补偿校正。
3、进一步的，保持海水的温度和盐度不变，将CTD传感器置于压力罐中(测试时通过压力来测量深度可有效避免深度的变化引起温度的串扰)，改变传感器所处环境的压强，利用监测系统测三个dip波长分别对应的波长偏移量，计算得到温度响应灵敏Sp1，Sp2，Sp3。
4、进一步的，将CTD传感器置于温度为20℃、深度为0m，盐度为35‰的环境中，记录并计算透射光谱的三个特征点(λ1，λ2，λ3)。在实际监测中，传感系统将使用λ1，λ2和λ3作为标准计算波长，并建立标准数据库供软件程序调用。
5、进一步的，基于以上分析，同时测量温度、盐度、深度的交叉灵敏度可以利用以下矩阵解决：
因此，本发明的解调方案通过跟踪波长、相位变化以及反演计算交叉灵敏度矩阵，实现了海水的温度、盐度和深度三参量同步传感，另外实现对温度进行补偿校正。
本发明所述感器采用反射式光路设计，且基于通用的波长跟踪解调技术，方便阵列化集成应用。并且传感经过过滤与结构机械强化设计，可满足浅海、深海全海域应用需求。本发明所述光纤温盐深传感器的全海域阵列化应用的一个具体实施案例如下：
海水温度会随深度变化而变化，这种垂直方向的温度变化直接决定海水内波及水声传输特性，因此需重点监测，以提高装备安全与应用效能。目前，对海洋中大尺度温度场、水声场及环流特性进行监测研究的有效途径是采用温盐深垂直阵列进行原位监测。另外，因海水表面以下浅层区域温度、盐度变化剧烈，因此需密集布防传感器，以提高阵列空间分辨率，进而提高温度场和盐度梯度分布的估计精度。如图12所示，在深海垂直温盐深阵列应用中，本发明的温盐深传感器阵列系统包括一体化干端处理机121、OMC干涉仪温盐深传感器组122和传输光纤123。阵列前100m每隔10m安装1个传感器(共10个)，100m以下每隔150m安装1个传感器(共4个)，1000m处上下150m每隔20m安装1个CDT传感器(共15个)，1150m以下每隔300m安装1个传感器(共3个)。阵列总共集成32个传感器，全长2150m。采用传感器非均匀阵列分布是为提高传感监测与海洋实际温、盐、声场的有效匹配度，进而提高水声信道解析的可靠性及数据获取的易读性。
Claims (7)
1.一种基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于由微纳光纤耦合器(11)、传感器外保护套(12)、传感器内保护套管(13)、一号传感器内保护套管帽(141)、二号传感器内保护套管帽(142)、四个传感器进水槽套帽(15)、四个传感器净水滤芯(16)、两个反射镜膜(17)、传感器外保护套帽(18)、光纤收纳槽(19)、四个过滤网(110)组成；
所述的微纳光纤耦合器(11)由两根常规单模光纤缠绕并熔融拉锥而成，包括一个均匀腰区、两个锥形区、四段尾纤、四个输入输出端口，分别是P1端口、P2端口、P3端口、P4端口；微纳光纤耦合器的P3端口和P4端口分别镀反射镜膜(17)，即构成微纳光纤耦合器干涉仪；
所述传感器外保护套(12)为对称圆筒结构，对称开有四个传感器进水槽，每个进水槽内均放置传感器净水滤芯(16)，进水槽外均加盖传感器进水槽套帽(15)，并用胶固定，每个传感器进水槽套帽(15)内侧粘附有过滤网(110)，传感器外保护套(12)一端留有光纤收纳槽(19)；
所述传感器进水槽套帽(15)上开有进水孔；
所述传感器一号传感器内保护套管帽(141)和二号传感器内保护套管帽(142)的帽盖中心均开有通孔；
所述传感器内保护套管(13)为圆筒结构的钛合金材质套管，套管壁上开有多个过水孔；
所述传感器外保护套帽(18)帽盖中心开有通孔；
一号传感器内保护套管帽(141)和二号传感器内保护套管帽(142)分别用紫外胶固定于微纳光纤耦合器(11)两端的尾纤处，其中，一号传感器内保护套管帽(141)靠近微纳光纤耦合器(11)的P3、P4端口，二号传感器内保护套管帽(142)靠近微纳光纤耦合器(11)的P1、P2端口，再将一号传感器内保护套管帽(141)和二号传感器内保护套管帽(142)依次扣入传感器内保护套管(13)中并固定，微纳光纤耦合器(11)悬空在传感器内保护套管(13)中，传感器内保护套管(13)套装在传感器外保护套(12)内，P3、P4端口及两个反射镜膜(17)均置于光纤收纳槽(19)中，并用紫外胶封装，在传感器外保护套(12)上靠近二号传感器内保护套管帽(142)一侧套上传感器外保护套帽(18)，并用胶固定，微纳光纤耦合器(11)的P1、P2端口依次通过二号传感器内保护套管帽(142)和传感器外保护套帽(18)的通孔引出；
所述传感器外保护套(12)采用壳体为钛合金材质；
所述传感器外保护套(12)表面做防腐蚀处理。
2.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述的过滤网(110)由特氟龙材质制成。
3.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述传感器净水滤芯(16)填充材料为颗粒活性炭和软化树脂的混合物，并用特氟龙套筒封装混合物。
4.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述一号传感器内保护套管帽(141)、二号传感器内保护套管帽(142)为钛合金材质套帽。
5.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述二号传感器内保护套管帽(142)为钛合金材质套帽。
6.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述传感器进水槽套帽(15)为钛合金材质。
7.如权利要求1所述的基于微纳光纤耦合器干涉仪的全光纤温盐深传感器，其特征在于所述传感器外保护套帽(18)的材质为钛合金。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110864742A (zh) | 2020-03-06 |
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