CN203216637U - 一种小型荧光光纤温度传感探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于：所述的传感探头是由光纤连接器（1）、传光光纤（2）、光纤保护套（3）、陶瓷保护管（4）、微透镜（5）、荧光粉（6）、反射层（7）及环氧树脂（8）组成；其中，①带光纤保护套（3）的传光光纤（2）的一端连接光纤连接器（1），另一端连接微透镜（5）；②微透镜（5）端面涂覆荧光粉（6），荧光粉（6）上面粘接反射层（7），微透镜（5）、荧光粉（6）、反射层（7）由环氧树脂（8）密封在陶瓷保护管（4）内。本实用新型实现宽范围内的温度测量，并具有工艺简单、成本低、体积小等优点，适用于生物医学中对生物体的直接检测以及在狭小空间、强电磁场、高压电和有毒有害、易燃易爆等恶劣环境下使用。

Description

一种小型荧光光纤温度传感探头

技术领域

本实用新型涉及一种可检测温度的小型荧光光纤温度传感探头，可适用于狭小空间、强电磁场、高压电和有毒有害、易燃易爆等恶劣环境中以及生物医学中对生物体的直接检测等领域中。

背景技术

由于荧光光纤温度传感技术具有可靠性高、绝缘性能好、抗电磁干扰、重复性好、响应速度快、体积小、价格低廉等优点，所以研究荧光光纤传感技术，并将其应用于强电磁场、高压电和有毒有害、易燃易爆等恶劣环境中以及生物医学中对生物体的直接检测等领域中，具有十分重要的意义。

目前应用的光纤温度传感探头一般是由多根光纤构成，一部分作为光源发射光纤，另一部分作为荧光接收光纤，直接把荧光材料涂于光纤末端，其缺点是这种探头体积大、精度低；有部分报道采用单根光纤作为光发射光纤同时作为荧光接收光纤的探头，但是存在荧光信号弱并且易受外界杂散光的影响的问题，稳定性差、可靠性低。在许多情况下，人们更需要在极狭小的位置检测物体的温度，要求精度高、可靠性高，如果采用多光纤传感探头或者未加处理单光纤传感探头，则在空间体积、精度要求及可靠性上都是不可取的。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种小型荧光光纤温度传感探头，具有工艺简单、成本低、体积小、精度高、可靠性好的优点。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述的传感探头是由光纤连接器1、传光光纤2、光纤保护套3、陶瓷保护管4、微透镜5、荧光粉6、反射层7及环氧树脂8组成；其中，①带光纤保护套3的传光光纤2的一端连接光纤连接器1，另一端连接微透镜5；②微透镜5端面涂覆荧光粉6，荧光粉6上面粘接反射层7，微透镜5、荧光粉6、反射层7由环氧树脂8密封在陶瓷保护管4内。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述传光光纤2既作为激发光发射光纤又作为荧光接收光纤，即由单根光纤实现检测功能。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述微透镜采用自聚焦透镜，增加了光的耦合效率。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述的荧光粉6可根据测温范围的不同而进行选择，并与混合于一种光洁净的胶粘接在微透镜5的端部。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述的反射层7采用光洁净的胶与二氧化钛混合，实现增强荧光信号、防止发射光外泄和隔离杂散光的目的。

所述的一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述的环氧树脂8的热导率高于微透镜和光纤，可有效的防止热量被微透镜和光纤带走，提高了测量结果的准确性与可靠性。

本实用新型的原理为，由光纤连接器耦合进来的发射光经传光光纤传输、微透镜耦合到达探头端部，激发荧光粉产生特定波长的荧光。探头接触物体的温度不同，荧光粉产生的荧光余辉时间也不同，不同的荧光余辉时间对应不同的温度值，从而通过解调荧光余辉时间，可得到物体的温度。

本实用新型的优点在于采用单根光纤既作为发射光纤又作为接受光纤，光纤与光的耦合采用自聚焦微透镜有效地减少了探头尺寸，提高了耦合效率。荧光粉与微透镜的固定上，本实用新型的设计人选择一种特殊的、光洁净的胶，不会对荧光吸收，减少了荧光的损失。采用二氧化钛作为反射层，对荧光起到高效的反射作用，增强了荧光信号，同时有效地隔离了外界杂散光，防止其激发荧光而对测量结果产生影响。陶瓷套管填充的环氧树脂层其热导率高于光纤，可有效的防止热量被光纤带走，提高了测量结果的准确性与可靠性。本实用新型具有体积小、柔韧性好、荧光信号强、精度高、抗电磁干扰等优点，可适用于狭小空间、强电磁场、高压电和有毒有害、易燃易爆等恶劣环境中以及生物医学中对生物体的直接检测等领域中。

附图说明

图1小型荧光光纤温度传感探头示意图。

其中，1-光纤连接器，2-传光光纤，3-光纤保护套，4-陶瓷保护管，5-微透镜，6-荧光粉，7-反射层，8-环氧树脂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

本实用新型的结构特征为带光纤保护套3的传光光纤2一端连接光纤连接器1，另一端连接微透镜5，微透镜5端面涂覆荧光粉6，荧光粉6上面粘接反射层7，微透镜5、荧光粉6、反射层7由环氧树脂8密封在陶瓷保护管4内。

参见附图1，它是本实施实例提供的一种小型荧光光纤温度传感探头的结构示意图，本实用新型的传光光纤2可采用任意型号多模光纤，一般用损耗较小的小芯径石英光纤，并带有光纤保护套3。将传光光纤2一端剥去护套和涂覆层后用环氧胶与光纤连接器1粘接，待其完全固化后将光纤连接器1端面磨平抛光并与光电器件连接，光纤连接器1一般采用ST型、HP型或者SMA型光纤连接器。将荧光粉6与光洁净的胶搅拌混合均匀后粘接在探头微透镜5端部，形成透镜或半球状，待其粘接稳定后，在其上部涂上大约0.5毫米的二氧化钛层7，然后把微透镜5与光纤2粘接。荧光粉一般选用灯用红粉，光洁净的胶选用Summers类型的RD3-74透镜胶，微透镜选用普通的Glens.最后把陶瓷套管4套在探头上，用环氧树脂8填充，陶瓷套管4选用内径与微透镜5相同的常规陶瓷管，环氧树脂采用高热导率的材料。

本实用新型提供的温度传感探头，使用时将所提供的小型荧光光纤温度传感探头通过光纤连接器与光电器件相连接。其中LD或LED光源发出的光经光纤传到探头端部，激励荧光材料产生荧光，由于荧光材料的特殊粘接以及粘接胶的合理选择，所产生的荧光不会被吸收，通过光纤传到探测器上，电路与信号处理系统对荧光余辉进行解调，从而得到待测物体的温度值。本实用新型具有体积小、柔韧性好、荧光信号强、精度高、抗电磁干扰等优点，可适用于狭小空间、强电磁场、高压电和有毒有害、易燃易爆等恶劣环境中以及生物医学中对生物体的直接检测等领域中。

Claims (4)

1.一种小型荧光光纤温度传感探头，其特征在于所述的传感探头是由光纤连接器（1）、传光光纤（2）、光纤保护套（3）、陶瓷保护管（4）、微透镜（5）、荧光粉（6）、反射层（7）及环氧树脂（8）组成；其中，

①带光纤保护套（3）的传光光纤（2）的一端连接光纤连接器（1），另一端连接微透镜（5）；

②微透镜（5）端面涂覆荧光粉（6），荧光粉（6）上面粘接反射层（7），微透镜（5）、荧光粉（6）、反射层（7）由环氧树脂（8）密封在陶瓷保护管（4）内。

2.按权利要求1所述的传感探头，其特征在于所述传光光纤（2）既作为激发光发射光纤又作为荧光接收光纤是由单根光纤实现检测功能。

3.按权利要求1所述的传感探头，其特征在于所述微透镜采用自聚焦透镜。

4.按权利要求1所述的传感探头，其特征在于所述的光纤连接器采用ST型、HP型或SMA型。