CN205861241U - 一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 - Google Patents
一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205861241U CN205861241U CN201620725463.9U CN201620725463U CN205861241U CN 205861241 U CN205861241 U CN 205861241U CN 201620725463 U CN201620725463 U CN 201620725463U CN 205861241 U CN205861241 U CN 205861241U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fibre
- spherical structure
- mode fiber
- temperature sensor
- optic fibre
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本实用新型提出了一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，它由宽带光源、入射单模光纤、输入球形结构、空心光纤、填充溶液、输出球形结构、出射单模光纤、光谱分析仪构成。当外界温度改变时，空心光纤纤芯内填充溶液的折射率会发生变化，导致产生干涉的两束光的相位差发生变化，最终引起干涉光谱的峰值波长发生移动，通过光谱分析仪上干涉峰的波长变化值来实现对温度的测量。该光纤温度传感器具有灵敏度高、测量方便，制造简单，成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤传感器，尤其涉及一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器。
背景技术
温度的测量在工农业生产中具有非常重要的作用。目前温度的测量主要有热辐射式温度计和电阻式温度计。热辐射式温度计响应速度慢，体积大，精度差。而电阻式温度计在高温场合无法使用。光纤温度传感器具有全光纤结构的光路，测量精度高、体积小巧、响应速度快、温度范围大、制作成本低等优点，满足不同环境中对温度测量的要求。
光纤温度传感器已经发展出很多类型，例如利用F-P腔干涉仪的温度传感器；利用布拉格光纤光栅和长周期的温度传感器；利用光子晶体光纤的温度传感器等。但F-P腔干涉仪的制作比较困难；布拉格光栅和长周期光栅需要光栅制作装置，导致制作成本高；光子晶体光纤价格昂贵。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，该传感器具有灵敏度高，制造简单，成本低，本征安全等优点。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，包括宽带光源(1)、入射单模光纤(2)、输入球形结构(3)、空心光纤(4)、填充溶液(5)、输出球形结构(6)、出射单模光纤(7)、光谱分析仪(8)；宽带光源(1)的输出端与入射单模光纤(2)的左端连接，入射单模光纤(2)的右端与输入球形结构(3)的左端连接，输出球形结构(6)的右端与出射单模光纤(7)的输入端连接，出射单模光纤(7)的输出端与光谱分析仪(8)连接；其特征在于，输入球形结构(3)的右端与空心光纤(4)的左端连接，空心光纤(4)的右端与输出球形结构(6)的左端连接，所述的空心光纤(4)的纤芯内有填充溶液(5)。
所述的输入球形结构(3)和输出球形(6)结构，其直径是170μm至190μm。
所述的空心光纤(4)，其纤芯直径是9μm，包层直径是150μm，长度为1mm至5mm。
所述的填充溶液(5)，其成分为去离子水。
本实用新型的有益效果为：
1.采用全光纤结构，制造简单，成本低；
2.空心光纤的纤芯内有填充溶液，提高了温度传感器的灵敏度；
3.传感器本身不含易燃易爆物质和有毒物质，本征安全。
附图说明
下面结合附图及其具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本实用新型的示意图；
图中，1为宽带光源；2为入射单模光纤；3为输入球形结构；4为空心光纤；5填充溶液；6为输出球形结构；7为出射单模光纤；8为光谱分析仪。
具体实施方式
图1中，一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，包括宽带光源1、入射单模光纤2、输入球形结构3、空心光纤4、填充溶液5、输出球形结构6、出射单模光纤7、光谱分析仪8构成。宽带光源1的输出端与入射单模光纤2的左端连接，入射单模光纤2的右端与输入球形结构3的左端连接，输入球形结构3的右端与空心光纤4的左端连接，空心光纤4的纤芯内有填充溶液5，空心光纤4的右端与输出球形结构6的左端连接，输出球形结构6的右端与出射单模光纤7的输入端连接，出射单模光纤7的输出端与光谱分析仪8连接。
一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，其工作方式为：宽带光源1发出的光输入到入射单模光纤2，在入射单模光纤2中以基模的形式传播，光能量被束缚在纤芯内。光传输到输入球形结构3时，由于光纤球形结构导致模场不匹配，一部分光进入空心光纤4的包层，激发包层模在空心光纤4的包层中传输；另一部分光进入空心光纤纤芯内的填充溶液5。由于空心光纤4的包层与填充溶液5的折射率不同，两束光传播的光程不同从而产生光程差；两束光传输到输出球形结构6时，重新耦合在一起产生干涉，输出光通过出射单模光纤7输入光谱分析仪8，光谱分析仪8显示光谱的干涉图样。当外界温度改变时，空心光纤纤芯内填充溶液的折射率会发生变化，导致产生干涉的两束光的相位差发生变化，最终引起干涉光谱的峰值波长发生移动，通过光谱分析仪上干涉峰的波长变化值来实现对温度的测量。
Claims (3)
1.一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，包括宽带光源(1)、入射单模光纤(2)、输入球形结构(3)、空心光纤(4)、填充溶液(5)、输出球形结构(6)、出射单模光纤(7)、光谱分析仪(8)；宽带光源(1)的输出端与入射单模光纤(2)的左端连接，入射单模光纤(2)的右端与输入球形结构(3)的左端连接，输出球形结构(6)的右端与出射单模光纤(7)的输入端连接，出射单模光纤(7)的输出端与光谱分析仪(8)连接；其特征在于，输入球形结构(3)的右端与空心光纤(4)的左端连接，空心光纤(4)的右端与输出球形结构(6)的左端连接，所述的空心光纤(4)的纤芯内有填充溶液(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，其特征在于，所述的输入球形结构(3)和输出球形结构(6)，其直径是170μm至190μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器，其特征在于，所述的空心光纤(4)，其纤芯直径是9μm，包层直径是150μm，长度为1mm至5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620725463.9U CN205861241U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620725463.9U CN205861241U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205861241U true CN205861241U (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=57647846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620725463.9U Expired - Fee Related CN205861241U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205861241U (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107121083A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-01 | 燕山大学 | 一种不对称粗锥结构少模光纤应变传感器 |
| CN109632133A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-16 | 北京信息科技大学 | 一种基于光纤的温度测量装置及方法 |
| CN112050966A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 武汉工程大学 | 一种基于混合级联结构的光纤传感器及制备方法 |
| CN113156572A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-23 | 江苏大学 | 一种双面w形长周期光纤光栅及其感测应变和温度的应用 |
| CN114111857A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-01 | 南京信息工程大学 | 一种基于游标效应的光纤fpi级联mi传感装置 |
| CN114894245A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-12 | 南京信息工程大学 | 一种基于空心光纤的传感器及传感装置 |
| CN116519630A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-01 | 苏州安易得安全科技有限公司 | 一种基于空芯光纤熔球的气体传感器 |
-
2016
- 2016-07-05 CN CN201620725463.9U patent/CN205861241U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107121083A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-01 | 燕山大学 | 一种不对称粗锥结构少模光纤应变传感器 |
| CN109632133A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-16 | 北京信息科技大学 | 一种基于光纤的温度测量装置及方法 |
| CN112050966A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 武汉工程大学 | 一种基于混合级联结构的光纤传感器及制备方法 |
| CN113156572A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-23 | 江苏大学 | 一种双面w形长周期光纤光栅及其感测应变和温度的应用 |
| CN114111857A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-01 | 南京信息工程大学 | 一种基于游标效应的光纤fpi级联mi传感装置 |
| CN114894245A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-12 | 南京信息工程大学 | 一种基于空心光纤的传感器及传感装置 |
| CN114894245B (zh) * | 2022-04-18 | 2023-12-01 | 南京信息工程大学 | 一种基于空心光纤的传感器及传感装置 |
| CN116519630A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-01 | 苏州安易得安全科技有限公司 | 一种基于空芯光纤熔球的气体传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205861241U (zh) | 一种基于球形结构和空心光纤的光纤温度传感器 | |
| He et al. | Polymer optical fiber liquid level sensor: A review | |
| Liao et al. | Optical fiber Fabry-Perot interferometer cavity fabricated by femtosecond laser micromachining and fusion splicing for refractive index sensing | |
| Lu et al. | Temperature sensing using photonic crystal fiber filled with silver nanowires and liquid | |
| CN103940530B (zh) | 一种基于空心环形波导光纤的温度传感器 | |
| Novais et al. | Optical fiber Fabry–Perot tip sensor for detection of water–glycerin mixtures | |
| Bai et al. | Bend-insensitive long period fiber grating-based high temperature sensor | |
| CN208091588U (zh) | 基于毛细玻璃管封装的微纳长周期光纤光栅温度传感器 | |
| CN101832924B (zh) | 一种基于微芯光纤布拉格光栅的折射率传感器及其制备方法 | |
| CN104614092A (zh) | 液芯光纤模间干涉温度传感器 | |
| CN102564639A (zh) | 基于液体填充光子晶体光纤光栅的温度传感器及制造方法 | |
| CN103852191B (zh) | 一种折射率不敏感的光纤温度传感器 | |
| Cheng et al. | High-sensitivity temperature sensor based on Bragg grating in BDK-doped photosensitive polymer optical fiber | |
| Chen et al. | Agarose coated macro-bend fiber sensor for relative humidity and temperature measurement at 2 μm | |
| Zhang et al. | Performance investigation on pressure sensing from fiber Bragg grating loop ring-down cavity | |
| Zhang et al. | Temperature and refractive index measurement using an optical fiber sensor featuring PCF-FP and FBG inscribed by femtosecond laser | |
| Shuo et al. | A miniature SMS-LPG bending sensor with high sensitivity based on multimode fiber embedded-LPG | |
| Bao et al. | Sensing characteristics for a fiber Bragg grating inscribed over a fiber core and cladding | |
| Cao et al. | Demonstration of a ZnO-nanowire-based nanograting temperature sensor | |
| Yang et al. | 1.3 and 1.55$\mu {\rm m} $ Thermally Regenerated Gratings in Hydrogenated Boron/Germanium Co-Doped Photosensitivity Fiber | |
| CN102494816A (zh) | 一种基于光子晶体光纤的压力传感方法及传感器 | |
| Ding et al. | FIB-milled gold-coated singlemode-multimode-singlemode fiber tip refractometer | |
| Xin et al. | Sensing Characteristics of Side‐Hole Fiber‐Based Long‐Period Grating | |
| CN205861002U (zh) | 一种基于球形结构和光子晶体光纤的光纤应变传感器 | |
| Chen et al. | A miniature fiber tip polystyrene microsphere temperature sensor with high sensitivity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170104 Termination date: 20170705 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |