CN201555672U - 一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器 - Google Patents
一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器。传统的温度传感器不能在强电磁场环境中工作，多点测量的成本过高。本实用新型中的3dB耦合器一边的两个端口分别与滤光片的一端面、PCF-LPG的一端光连接，3dB耦合器另一边的两个端口分别与熊猫保偏光纤一端、偏振控制器的一端光连接；滤光片的另一端面与宽带光源光连接，PCF-LPG的另一端与光功率计光连接；熊猫保偏光纤另一端与偏振控制器的另一端光连接；3dB耦合器、偏振控制器和熊猫保偏光纤构成HiBi-FLM。本实用新型传感器的灵敏度和抗干扰，降低了传感器的成本。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器。
背景技术
从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。近20年来，随着科技的发展，人们对传感器的要求越来越来搞，光纤传感器以其抗电磁干扰、体积小、遥测、安全的优点在科研和工业应用中一直占有重要的一席之地。
传统的温度传感器不能在强电磁场环境中工作，多点测量的成本过高，或因安装等问题不能实现监测温度的工作，且灵敏度比较低。光纤用于温度测量的机理的结构形式多种多样，基本可分为两大类：一类是传光型，它把光的强度(吸收、热辐射)、波长(荧光)等与温度有关的信息作为测量信号；另一类是传感型，它以光的相位、波长、强度(干涉)等为测量信号。光纤传感型光纤传感器利用其本身具有的物理参数随温度变化的特性检测温度，光纤本身为敏感元件，其温度灵敏度较高，在技术上易于实现、结构简单、抗干扰能力强等特点，在使用化技术方面得以突破，发展快。
基于光纤环镜的温度传感器属于传感型，其本身的电绝缘性等优点使其突破了传统温度传感器的限制，同时由于其工作温度信号被光信号调制，传输的幅值信号损耗低，并可远距传输，实行遥测。由于高双折射光纤环镜对温度极为敏感，基于高双折射光纤环镜的温度传感器相较于一般的布拉格光纤温度传感器又具有灵敏度高的特点。
发明内容
本实用新型目的就是为了克服现有技术中温度传感器灵敏度不高和传感器装置价格昂贵的问题，提供了一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器。
本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案：
一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM(高双折射光纤环镜)温度传感器包括宽带光源、滤光片、3dB耦合器、偏振控制器(PC)、熊猫保偏光纤、PCF-LPG(光子晶体光纤长周期光栅)、光功率计。
3dB耦合器一边的两个端口分别与滤光片的一端面、PCF-LPG的一端光连接，3dB耦合器另一边的两个端口分别与熊猫保偏光纤一端、偏振控制器的一端光连接；滤光片的另一端面与宽带光源光连接，PCF-LPG的另一端与光功率计光连接；熊猫保偏光纤另一端与偏振控制器的另一端光连接。3dB耦合器、偏振控制器和熊猫保偏光纤构成HiBi-FLM。
本实用新型所具有的有益效果为：以HiBi-FLM作传感头，大大提高了传感器的灵敏度，抗干扰，采用滤光片滤除一部分光和用对温度不敏感的PCF-LPG进行强度解调，使光功率计就可监测HiBi-FLM温度变化成为可能，这样既降低了传感装置的成本，又可把整个传感装置封装在一起。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步描述。
如图1所示，一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器，包括宽带光源1、滤光片2、3dB耦合器3、偏振控制器4(PC)、熊猫保偏光纤5、PCF-LPG 7、光功率计8。宽带光源1与滤光片2的一端面光连接，滤光片2的另一端与3dB耦合器3一边的一个端口光连接，3dB耦合器3一边的另一个端口与PCF-LPG 7一端光连接，PCF-LPG 7另一端与光功率计8光连接，3dB耦合器3另一边的一个端口与熊猫保偏光纤5一端光连接，3dB耦合器3另一边的另一个端口与偏振控制器4的一端光连接，偏振控制器4的另一端与熊猫保偏光纤5另一端光连接；3dB耦合器3、偏振控制器4和熊猫保偏光纤5构成HiBi-FLM。
本实用新型装置的工作方式为：宽带光源的发出的光经带通滤光片入射到HiBi-FLM，经过HiBi-FLM的作用，HiBi-FLM的透射光经PCF-LPG入射到光功率计，功率计在PCF-LPG的出射端监测功率变化，该装置正是通过监测功率变化来反映HiBi-FLM温度的变化。
HiBi-FLM的工作方式为：光由3-dB耦合器的一端进入偏振控制器，偏正控制器可平移HiBi-FLM的透射谱，分为两束对向传输的光然后再进入熊猫保偏光纤，熊猫保偏光纤是真正的温度传感头，两束光在3-dB耦合器耦合，出射到PCF-LPG。
该装置能够实现测温的关键技术为：滤光片只允许1539nm～1551nm波长的光进入HiBi-FLM，使HiBi-FLM透射谱中只有一个峰出现；HiBi-FLM的长度决定了HiBi-FLM一个透射峰的宽度，PC可调节HiBi-FLM透射峰的位置；这就可使HiBi-FLM仅有的一个透射峰落在PCF-LPG的线性区内，PCF-LPG的线性区把HiBi-FLM波长变化转化为功率变化的工具；滤光片的中心波长和带宽必须和HiBi-FLM的透射峰的波长和峰的宽度一致。
本实施例中熊猫保偏光纤的长度为30.5cm，波长为1550nm，折射率差为6.24×10-4；选用的滤光片为Metal-Dielectric-Metal(MDM)滤光片，中心波长为1545nm，带宽12nm。
Claims (1)
1.一种基于PCF-LPG和滤光片强度解调的HiBi-FLM温度传感器，包括宽带光源、滤光片、3dB耦合器、偏振控制器、熊猫保偏光纤、光子晶体光纤长周期光栅、光功率计，其特征在于：3dB耦合器一边的两个端口分别与滤光片的一端面、PCF-LPG的一端光连接，3dB耦合器另一边的两个端口分别与熊猫保偏光纤一端、偏振控制器的一端光连接；滤光片的另一端面与宽带光源光连接，PCF-LPG的另一端与光功率计光连接；熊猫保偏光纤另一端与偏振控制器的另一端光连接；3dB耦合器、偏振控制器和熊猫保偏光纤构成HiBi-FLM。
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| CN102354026A (zh) * | 2011-10-08 | 2012-02-15 | 南开大学 | 基于高双折射光子晶体光纤萨格纳克环的全光纤热补偿标准具 |
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| CN107271077A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-20 | 燕山大学 | 一种基于萨格纳克原理的拉力不敏感温度传感器 |
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