CN111982169A - 一种用于湿度和温度同时测量的准分布式fbg传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，所述传感器包括湿度光纤光栅(106)、温度光纤光栅(109)和封装组件，封装组件包括带孔管件、固定棒与固定件，湿度光纤光栅是指涂覆湿度敏感材料的光栅，将湿度光纤光栅和温度光纤光栅的一端固定在固定棒上，另一端保持应力松弛；用固定件将上述固定棒固定在带孔管件的中央；设有光纤护套(103)与湿度光纤光栅和温度光纤光栅的尾部相连。光纤光栅通过光纤跳线连接FBG解调仪，通过监测两种光纤光栅的波长变化，即可实现湿度和温度的同时测量。具有精度高，灵敏度高，响应速度快，稳定性好，机械性能优异等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，属于环境湿度监测领域。
背景技术
湿度是一个重要的环境参量，它的测量对航空航天、采矿、医药、食品、农业、石化、电力等领域具有重要意义。目前常用的湿度传感器主要有电解质型湿度传感器、陶瓷型湿度传感器及高分子型湿度传感器，这些传感器均存在一定的局限性。电解质型湿度传感器湿滞严重，测湿量程小，抗污性和耐久性差；陶瓷型湿度传感器精度不高、难以集成化；电容或电阻类高分子湿度传感器的测量结果易受环境温度影响。
近年来，光纤感测技术因其具有体积小、抗电磁干扰、低成本、长距离分布式测量、耐久性好等优势受到了众多学者的关注，利用该技术可实现对湿度的大范围实时测量。FBG因其稳定的性能和成熟的刻写工艺成为应用范围最广泛的光纤种类之一。FBG对温度和应力敏感，反射光波长随温度、应力的变化产生线性漂移。FBG本身对环境湿度不敏感，若在光纤表面涂覆一层湿度敏感材料，当环境湿度升高时，湿度敏感材料会吸收空气中的水分子发生体积膨胀，进而对FBG产生轴向应力，引起中心波长的漂移，在温度已知的条件下即可实现湿度的测量。
目前常见的湿敏材料有聚酰亚胺、聚乙烯醇、PMMA等，如中国专利201810780619.7公开了“光纤湿度传感器、制作方法、数据处理方法及采集装置”，该专利中的FBG涂覆有聚酰亚胺涂覆层，能响应湿度和温度的变化，但聚酰亚胺所需的响应时间较长、湿度灵敏度系数不高、且PI制作工艺复杂，固化温度及固化时间会影响湿敏元件的湿敏特性。中国专利201921507331.9公开了“一种基于聚乙烯醇薄膜的全光纤湿度传感装置”，该专利将聚乙烯醇溶液滴在光纤光栅上，经过干燥处理后形成聚乙烯醇薄膜，当外界环境的湿度发生变化时，聚乙烯醇薄膜能够快速吸收和解析周围的水分，与外界湿度达到平衡，由此引起微纳光纤光栅的波长发生漂移，但聚乙烯醇的制作工艺复杂，与湿度之间的线性度一般，测量精度较低，稳定性较差、湿滞性较差，无法满足现在的测量要求。
如何克服现有技术所存在的不足，研发一个制作工艺简单、可批量生产、测量精度高、响应速度快、稳定性好的湿度传感器已成为当今环境湿度技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器。该FBG传感器的制作工艺简单，抗电磁干扰，能够对湿度和温度进行准分布式的实时监测，具有测量精度高，线性度好，灵敏度高，响应速度快，稳定性好，机械性能优异等突出的优点。
为了解决上述技术问题，本发明技术方案是，一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，所述传感器包括湿度光纤光栅106、温度光纤光栅109和封装组件，封装组件包括带孔管件、固定棒与固定件，湿度光纤光栅是指涂覆湿度敏感材料的光栅，将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109的一端固定在固定棒上，另一端保持应力松弛；用固定件将上述固定棒固定在带孔管件的中央；设有光纤护套103与湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109的尾部相连。
所述的湿度光纤光栅106的栅区长度为10±4mm，湿度光纤光栅的光栅区域涂覆的湿度敏感材料为
涂覆的厚度约30±5μm，涂覆的长度约15±5mm，能同时响应温度和湿度的变化。湿度敏感材料为吸湿材料，如为
所述温度光纤光栅109的栅区长度为10±4mm，光栅区域无涂覆，仅能响应温度的变化；固定棒为不锈钢棒105、带孔管件为不锈钢毛细管108，所述固定棒为不锈钢棒105，固定件为螺母102。
所述不锈钢棒105直径为1mm，所述不锈钢毛细管108的直径为2mm，不锈钢毛细管108管壁上均匀分布小孔；小孔107直径可以为1mm。以便不锈钢毛细管108内外空气中的水分子进行快速交换。
用高温胶带104将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109固定在不锈钢棒105的同一高度，消除空间带来的误差，以提高温度补偿的精度；将上述固定有光纤光栅106,109的不锈钢棒105置于不锈钢毛细管108内部，在光栅处分布有若干小孔107，用螺母102将不锈钢棒固定在不锈钢毛细管的正中央，避免不锈钢棒的振动使得光纤与管壁发生接触。用胶水将不锈钢毛细管108两端密封，以防杂物进入不锈钢毛细管108内部。
用环氧树脂胶将护套103与光纤尾部106,109固定，使得光纤和护套成为一个整体，防止受轴向应力作用时产生相对位移拉动光栅。光纤跳线101与护套103的尾部相连，光纤跳线101将光纤光栅106,109与FBG解调仪110相连，通过分析波长大小可实时监测湿度和温度变化。
所述FBG传感器能够多个光栅的栅点串联，实现准分布式测量。通过光纤跳线将湿度光纤光栅和温度光纤光栅与FBG解调仪相连，通过分析温度光纤光栅和湿度光纤光栅的波长大小可实时监测湿度变化。
发明原理：温度、应变的变化会引起FBG周期和折射率的变化，进而引起中心波长发生线性漂移。温度、应变与中心波长三者之间满足以下线性关系：
式中，ΔλB为FBG波长变化量；λB为中心波长；α为光纤的热膨胀系数；ξ为光纤的热光系数；Pe为光纤的弹光系数；Δε为光纤轴向应变。
为了使FBG对湿度敏感，将
涂覆在FBG栅区，构成湿度光纤光栅。
是一种新型复合的湿敏材料，由硅酮、有机聚合物和陶瓷三部分组成，如图2所示。陶瓷形成无机网络，使杂化材料具有一定的硬度和热稳定性；有机聚合物形成有机网络，用来韧化无机网络；硅酮主要是连接功能性有机基团R基。当R基的成分和含量发生变化时，该杂化物的性质也会随之变化。
环境湿度发生变化时，
与空气之间存在湿度差。当环境湿度升高时，
在湿度差的作用下吸收空气中的水分子，体积发生膨胀，对FBG产生轴向应力，引起中心波长的漂移。同理，当湿度降低时，
会排出内部的水分子，体积发生收缩，FBG的轴向应力减小，中心波长发生漂移。湿度光纤光栅同时对温度和湿度响应，在测量湿度的过程中，环境的温度并非恒定，要剔除由温度导致的中心波长变化量。无涂覆的FBG称作温度光纤光栅，中心波长仅受温度影响。FBG湿度传感器测量湿度的计算公式：
式中，KT1、KT2分别是湿度光纤光栅和温度光纤光栅的温度灵敏度系数，KRH为湿度光纤光栅的湿度灵敏度系数，λ1和λ2为湿度光纤光栅和温度光纤光栅的初始中心波长，
λ1和λ2为湿度光纤光栅和温度光纤光栅随温度和湿度的波长变化量。因此，可用一个简单的矩阵来求得ΔT和ΔRH：
与现有技术相比，本发明能够取得以下有益效果：
第一，本发明采用光纤感测技术进行湿度和温度的同时监测，无需现场供电，避免了电磁干扰，电绝缘性好，使用范围广，相比于传统的点式监测法，利用光纤感测技术实现了准分布式监测。第二，与其他光纤湿度传感器相比，本发明是一种封装工艺简单、适合批量生产、力学性能优异、适用的温度范围较广。第三，与其他光纤湿度传感器相比，本发明的湿度传感器的测量精度、灵敏度、稳定性、响应速度得到了大幅提升，适可在油气工业、核电工业、武器炸药库等复杂恶劣环境中使用。
附图说明
图1是本发明提出的用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器的结构示意图。
图2是本发明提出的用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器中涂覆在湿度光纤光栅的
材料的结构示意图。
图3是本发明实施例中用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器的湿度光纤光栅在不同湿度下的波长变化量。
图4是本发明实施例中用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器中的湿度光纤光栅在不同温度下的波长变化量。
图5是本发明实施例中用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器中的温度光纤光栅在不同温度下的波长变化量。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。本发明的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。
如图1所示，其中：101-1第一跳线；101-2第二跳线；102不锈钢帽；103-1第一护套；103-2第二护套；104高温胶带；105不锈钢棒；106湿度光纤光栅；107小孔；108不锈钢毛细管；109温度光纤光栅；110FBG解调仪。
本发明提出的FBG湿度传感器包括湿度光纤光栅106、温度光纤光栅109和封装材料，封装材料包括不锈钢棒105、不锈钢毛细管108和螺母102。将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109的一端固定在不锈钢棒105上，另一端保持应力松弛状态；用螺母102将上述不锈钢棒105固定于不锈钢毛细管108内；不锈钢毛细管在光纤栅区位置布满小孔107。
将栅区一端固定在不锈钢棒上，另一端保持应力松弛；并通过光纤和光纤跳线101将光纤光栅106,109与FBG解调仪110相连，将上述不锈钢棒置于不锈钢毛细管内；不锈钢毛细管在栅区部分布满小孔。
所述湿度光纤光栅的栅区长度为10mm，光栅区域涂覆的湿度敏感材料为
涂覆的厚度约30μm，涂覆的长度约15mm，能同时响应温度和湿度的变化。
所述温度光纤光栅的栅区长度为10mm，光栅区域无涂覆，只能响应温度的变化。
所述不锈钢棒直径为1mm，长15cm，用高温胶带将湿度光纤光栅和温度光纤光栅的栅区位置固定在不锈钢棒的同一高度，从而消除空间带来的误差，提高温度补偿的精度。高温胶带的固定位置位于栅区上方，从而剔除其它应变的影响。
所述不锈钢毛细管的直径为2mm，长20cm，不锈钢毛细管分布有若干小孔，小孔直径为1mm。将上述固定有光纤光栅的不锈钢棒置于不锈钢毛细管内部，小孔在不锈钢毛细管的位置与光纤光栅在不锈钢棒的位置相同，以便毛细管内外空气中的水分子进行快速交换。用螺母将不锈钢棒固定在正中央，避免不锈钢棒的振动使得光纤与管壁发生接触。
用胶水将不锈钢毛细管两端密封，以防杂物从两端进入毛细管内部。
保持温度不变，相对湿度在11.3～97.3％RH时，波长变化量与湿度具有良好的线性关系，湿度灵敏度系数为2.18pm/％RH，如图3所示。保持湿度不变，温度在10～60℃时，波长变化量与温度具有良好的线性关系，温度灵敏度系数为12.89pm/℃，如图4所示。
温度光纤光栅109的栅区长度为10mm，光栅区域无涂覆，只能响应温度的变化，波长变化量与温度具有良好的线性关系，温度灵敏度系数为10.23pm/％RH，如图5所示。
所述不锈钢棒105直径为1mm，长15cm，用高温胶带104将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109的栅区位置固定在不锈钢棒105的同一高度，以提高温度补偿的精度。为保证测量效果，湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109的栅区要伸出不锈钢棒105，并用高温胶带105在栅区上方固定。固定时需注意不要人为的加入外力作用在光纤光栅106,109上，以避免产生光纤光栅的轴向应力。
所述不锈钢毛细管108的直径为2mm，长20cm，栅区位置的小孔107直径为1mm，长度约15mm。将上述固定有光纤光栅106,109的不锈钢棒105置于不锈钢毛细管108内部，小孔在不锈钢毛细管108的位置与光纤光栅106,109在不锈钢棒105的位置相同，以便不锈钢毛细管108内外空气中的水分子进行快速交换。用螺母102将不锈钢棒105固定在正中央，避免不锈钢棒105的振动使得光纤与管壁发生接触。用胶水将不锈钢毛细管108两端密封，以防杂物从两端进入毛细管内部。
所述护套103有两类，分别为第一护套103-1和第二护套103-2。第一护套103-1与湿度光纤光栅106的尾部相连，第二护套103-2与温度光纤光栅109的尾部相连。用环氧树脂胶将护套103与光纤尾部106,109固定，使得光纤和护套成为一个整体，防止受轴向应力作用时产生相对位移拉动光栅。
所述跳线101有两类，分别为第一跳线101-1和第二跳线101-2。第一跳线101-1与第一护套103-1的尾部相连，第二跳线101-2与第二护套103-2的尾部相连。作为优选，可通过光纤跳线101将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109连接FBG解调仪110，通过分析温度光纤光栅和湿度光纤光栅的波长大小可实时监测湿度变化。
本实施例的操作步骤具体如下：
步骤一，组装仪器：具体的，首先将湿度光纤光栅106和温度光纤光栅109用高温胶带104固定在不锈钢棒105，然后在湿度光纤光栅106尾端套上第一护套103-1，在温度光纤光栅109尾端套上第二护套103-2，用环氧树脂胶固定保证光纤和护套间不发生相对位移，接着用螺母102将不锈钢棒105固定在不锈钢毛细管108的中央。最后在护套103尾部连接跳线101；
步骤二，连接装置：将本发明提出的基于FBG技术湿度传感器的跳线101与FBG解调仪110相连接，通过FBG解调仪110进行波长监测；
步骤三，检测装置状态：保证各部件之间连接良好，高温胶带固定在光纤光栅106,109上部，护套103无打结，光纤跳线101与解调仪110间连接良好。
步骤四，进行监测：以25℃、11.3％RH下的波长为初始值，开启FBG解调仪110进行实时监测，并分别记录下湿度光纤光栅106的波长变化Δλ1和温度光纤光栅109的波长变化Δλ2，根据下列公式就可以计算出湿度和温度，实现湿度和温度的同时测量。
本发明的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。
本发明经反复试验验证，取得了满意的应用效果。
本发明提供了一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (8)
1.一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于，所述传感器包括湿度光纤光栅(106)、温度光纤光栅(109)和封装组件，封装组件包括带孔管件、固定棒与固定件，湿度光纤光栅是指涂覆湿度敏感材料的光栅，将湿度光纤光栅(106)和温度光纤光栅(109)的一端固定在固定棒上，另一端保持应力松弛；用固定件将上述固定棒固定在带孔管件的中央；设有光纤护套(103)与湿度光纤光栅(106)和温度光纤光栅(109)的尾部相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：所述的湿度光纤光栅(106)的栅区长度为10±4mm，湿度光纤光栅的光栅区域涂覆的湿度敏感材料为ORMOCER，涂覆的厚度约30±5μm，涂覆的长度约15±5mm，能同时响应温度和湿度的变化。
3.根据权利要求1所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：所述温度光纤光栅(109)的栅区长度为10±4mm，光栅区域无涂覆，仅能响应温度的变化。
4.根据权利要求1所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：固定棒为不锈钢棒(105)、带孔管件为不锈钢毛细管(108)，所述固定棒为不锈钢棒(105)，固定件为螺母(102)。
5.根据权利要求4所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：所述不锈钢棒(105)直径为1mm，所述不锈钢毛细管(108)的直径为2mm，不锈钢毛细管(108)管壁上均匀分布小孔；小孔(107)直径可以为1mm。以便不锈钢毛细管(108)内外空气中的水分子进行快速交换。
6.根据权利要求4或5所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：用高温胶带(104)将湿度光纤光栅(106)和温度光纤光栅(109)固定在不锈钢棒(105)的同一高度，消除空间带来的误差，以提高温度补偿的精度；将上述固定有光纤光栅(106,109)的不锈钢棒(105)置于不锈钢毛细管(108)内部，在光栅处分布有若干小孔(107)，用螺母(102)将不锈钢棒固定在不锈钢毛细管的正中央，避免不锈钢棒的振动使得光纤与管壁发生接触。用胶水将不锈钢毛细管(108)两端密封，以防杂物进入不锈钢毛细管(108)内部。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：用环氧树脂胶将护套(103)与光纤尾部(106,109)固定，使得光纤和护套成为一个整体，防止受轴向应力作用时产生相对位移拉动光栅。光纤跳线(101)与护套(103)的尾部相连，光纤跳线(101)将光纤光栅(106,109)与FBG解调仪(110)相连，通过分析波长大小可实时监测湿度和温度变化。
8.根据权利要求1所述的一种用于湿度和温度同时测量的准分布式FBG传感器，其特征在于：所述FBG传感器能够多个光栅的栅点串联，实现准分布式测量。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730271A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 哈尔滨工程大学 | 检测voc气体浓度与温度的液晶光纤传感器及制备方法 |
| CN113406016A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 江西师范大学 | 基于fbg的压力蒸汽灭菌器气体质量的监测装置和监测方法 |
| CN113740264A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-12-03 | 浙江理工大学 | 一种织物定形机尾气湿度检测方法及装置 |
| CN114166257A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 华北理工大学 | 一种采空区光纤传感监测系统 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102597726A (zh) * | 2009-04-22 | 2012-07-18 | 霍廷格·鲍德温测量技术有限责任公司 | 光学应变仪 |
| CN102620858A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 西北大学 | 双长周期光纤光栅温湿度传感器 |
| CN203643330U (zh) * | 2013-12-29 | 2014-06-11 | 西安科技大学 | 基于光纤布拉格光栅的湿度传感结构 |
| CN204116193U (zh) * | 2014-09-01 | 2015-01-21 | 北京科技大学 | 一种混凝土内钢筋锈蚀与应力状态原位监测装置 |
| KR101504028B1 (ko) * | 2013-09-17 | 2015-03-18 | 한국원자력연구원 | 광섬유 격자 센서를 이용한 측정 장치 |
| CN205449355U (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-10 | 长安大学 | 光纤光栅土压力传感器 |
| CN106525277A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-22 | 北京航空航天大学 | 一种无应力封装光纤光栅温度传感串 |
| CN107655514A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 吴苗成 | 采用光纤光栅传感器的干湿法温湿度传感探头 |
| CN109211797A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-15 | 北京航空航天大学 | 一种带温度补偿抗轴向应变干扰的光纤光栅湿度传感器 |
| CN110049868A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-07-23 | 金达胶片美国有限责任公司 | 高屏障金属氧化物膜 |
-
2020
- 2020-08-07 CN CN202010788117.6A patent/CN111982169A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102597726A (zh) * | 2009-04-22 | 2012-07-18 | 霍廷格·鲍德温测量技术有限责任公司 | 光学应变仪 |
| CN102620858A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-08-01 | 西北大学 | 双长周期光纤光栅温湿度传感器 |
| KR101504028B1 (ko) * | 2013-09-17 | 2015-03-18 | 한국원자력연구원 | 광섬유 격자 센서를 이용한 측정 장치 |
| CN203643330U (zh) * | 2013-12-29 | 2014-06-11 | 西安科技大学 | 基于光纤布拉格光栅的湿度传感结构 |
| CN204116193U (zh) * | 2014-09-01 | 2015-01-21 | 北京科技大学 | 一种混凝土内钢筋锈蚀与应力状态原位监测装置 |
| CN205449355U (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-10 | 长安大学 | 光纤光栅土压力传感器 |
| CN107655514A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 吴苗成 | 采用光纤光栅传感器的干湿法温湿度传感探头 |
| CN106525277A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-22 | 北京航空航天大学 | 一种无应力封装光纤光栅温度传感串 |
| CN110049868A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-07-23 | 金达胶片美国有限责任公司 | 高屏障金属氧化物膜 |
| CN109211797A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-15 | 北京航空航天大学 | 一种带温度补偿抗轴向应变干扰的光纤光栅湿度传感器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112730271A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 哈尔滨工程大学 | 检测voc气体浓度与温度的液晶光纤传感器及制备方法 |
| CN113406016A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-17 | 江西师范大学 | 基于fbg的压力蒸汽灭菌器气体质量的监测装置和监测方法 |
| CN113406016B (zh) * | 2021-06-15 | 2022-11-04 | 江西师范大学 | 基于fbg的压力蒸汽灭菌器气体质量的监测装置和监测方法 |
| CN113740264A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-12-03 | 浙江理工大学 | 一种织物定形机尾气湿度检测方法及装置 |
| CN114166257A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 华北理工大学 | 一种采空区光纤传感监测系统 |
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