CN208818368U - 光纤温度传感器及测温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及温度检测技术领域，特别涉及一种光纤温度传感器，包括光缆和固定在光缆端部的光敏元件，所述的光缆包括纤芯和保护层，光敏元件包括砷化镓单晶体，砷化镓单晶体呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯的端面上；还公开了利用该光纤温度传感器制成的测温系统。通过在裸光纤端头装有一个微小的砷化镓单晶体，提高对周边环境温度的感知能力，实现温度的快速检测，该结构简单、测温迅速，响应时间高达5ms，远远小于现有技术中的光纤温度传感器，充分满足对爆炸物或芯片温升的温度检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度检测技术领域，特别涉及一种光纤温度传感器及测温系统。
背景技术
光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展的一种新的传感技术，是20世纪70年代中期以来国际上发展最快的高科技应用技术。光纤传感技术目前市面上主要分为两种，一种是以光纤直接作为传感器，另一种是以光栅为基础的传感器。光纤传感器与以电为基础的传感器有本质区别，光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，以其独有的特质而得以广泛应用。
光纤测温技术是近年才发展起来的新技术，并已逐渐显露出某些优异特性，如：不受电磁干扰，耐腐蚀；无源实时监测、电绝缘、防爆性好；体积小，重量轻，可绕曲；灵敏度高，使用寿命长；传输距离远，维护方便。在一些特殊的应用环境中，需要快速测量瞬间的温度情况，比如爆炸物、芯片温升，一般的光纤温度传感器响应时间都比较慢，需要0.5s或更长时间，而爆炸物或芯片温升这些情况发生时温度升高非常迅速，因此急需一种能够迅速检测温度的传感器。
实用新型内容
本实用新型的首要目的在于提供一种响应迅速的光纤温度传感器，满足快速测量。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种光纤温度传感器，包括光缆和固定在光缆端部的光敏元件，所述的光缆包括纤芯和保护层，光敏元件包括砷化镓单晶体，砷化镓单晶体呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯的端面上。
与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：通过在裸光纤端头装有一个微小的砷化镓单晶体，提高对周边环境温度的感知能力，实现温度的快速检测，该结构简单、测温迅速，响应时间高达5ms，远远小于现有技术中的光纤温度传感器，充分满足对爆炸物或芯片温升的温度检测。
本实用新型的另一个目的在于提供一种响应迅速的测温系统，满足快速测量。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种测温系统，包括信号调节器和光纤温度传感器，包括光缆和固定在光缆端部的光敏元件，光缆的另一端与信号调节器相连，所述的光缆包括纤芯和保护层，光敏元件包括砷化镓单晶体，砷化镓单晶体呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯的端面上；信号调节器用于向光纤输出光线，信号调节器接收光敏元件反射回的光线并进行处理得到温度信息。
与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：通过在裸光纤端头装有一个微小的砷化镓单晶体，提高对周边环境温度的感知能力，实现温度的快速检测，该结构简单、测温迅速，响应时间高达5ms，远远小于现有技术中的光纤温度传感器，充分满足对爆炸物或芯片温升的温度检测。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1，对本实用新型做进一步详细叙述。
参阅图1，一种光纤温度传感器，包括光缆11和固定在光缆11端部的光敏元件12，所述的光缆11包括纤芯111和保护层，光敏元件12包括砷化镓单晶体121，砷化镓单晶体121呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯111的端面上。通过在裸光纤端头装有一个微小的砷化镓单晶体，提高对周边环境温度的感知能力，实现温度的快速检测，该结构简单、测温迅速，响应时间高达5ms，远远小于现有技术中的光纤温度传感器，充分满足对爆炸物或芯片温升的温度检测。
为了进一步提高测量的准确度，本实施例中优选地，所述的光敏元件12包括抗反射绝缘涂层122和高反射绝缘涂层123，抗反射绝缘涂层122设置在砷化镓单晶体121朝向光缆11的一侧，高反射绝缘涂层123设置在砷化镓单晶体121远离光缆11的一侧。设置抗反射绝缘涂层122和高反射绝缘涂层123以后，使得反射回去的光线信息更多，利于后续的分析检测。
本实用新型还公开了一种测温系统，包括光纤温度传感器10和信号调节器20，所述的光纤温度传感器10包括光缆11和固定在光缆11端部的光敏元件12，光缆11的另一端与信号调节器20相连，所述的光缆11包括纤芯111和保护层，光敏元件12包括砷化镓单晶体121，砷化镓单晶体121呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯111的端面上；信号调节器20用于向光缆11输出光线，信号调节器20接收光敏元件12反射回的光线并进行处理得到温度信息。信号调节器20可以使用现有技术中的成熟方案，在采用前述的高灵敏光纤温度传感器10以后，本测温系统就可以实现快速测温的目的。同样地，可以通过设置抗反射绝缘涂层122和高反射绝缘涂层123提高检测准确度。
信号调节器20的实现方案很多，里面的器件也可以根据实际需要来选择，本实施例中具体地，所述的信号调节器20包括光源21、光纤耦合器22、光谱分析仪23以及信号处理单元24，光源21发出的光线依次通过光纤耦合器22、光缆11输出至光敏元件12，反射回的光线依次通过光缆11、光纤耦合器22输出至光谱分析仪23，光谱分析仪23的采样率大于等于100Hz，光谱分析仪23的采样率必须足够打，否则光纤温度传感器虽然响应快，但数据解析的慢，也会使得整个测温装置的响应速度变慢。光谱分析仪23将接收到的光线转换成电信号输出至信号处理单元24，信号处理单元24将电信号处理成温度信息后输出。这里的光谱分析仪23和信号处理单元24都是现有技术，这里就不再详细阐述其结构和原理。
进一步地，包括外壳25，光源21、光纤耦合器22、光谱分析仪23以及信号处理单元24均容纳于外壳25中，外壳25上设置有光纤接口251和输出接口252，光缆11通过光纤接口251连接信号调节器20，信号处理单元24通过输出接口252输出温度信息。设置外壳25以后，可以很好地保护各电路单元；设置光纤接口251和输出接口252，便于携带、安装和拆卸。
Claims (6)
1.一种光纤温度传感器，其特征在于：包括光缆(11)和固定在光缆(11)端部的光敏元件(12)，所述的光缆(11)包括纤芯(111)和保护层，光敏元件(12)包括砷化镓单晶体(121)，砷化镓单晶体(121)呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯(111)的端面上。
2.如权利要求1所述的光纤温度传感器，其特征在于：所述的光敏元件(12)包括抗反射绝缘涂层(122)和高反射绝缘涂层(123)，抗反射绝缘涂层(122)设置在砷化镓单晶体(121)朝向光缆(11)的一侧，高反射绝缘涂层(123)设置在砷化镓单晶体(121)远离光缆(11)的一侧。
3.一种测温系统，其特征在于：包括光纤温度传感器(10)和信号调节器(20)，所述的光纤温度传感器(10)包括光缆(11)和固定在光缆(11)端部的光敏元件(12)，光缆(11)的另一端与信号调节器(20)相连，所述的光缆(11)包括纤芯(111)和保护层，光敏元件(12)包括砷化镓单晶体(121)，砷化镓单晶体(121)呈颗粒状并通过胶水粘黏在纤芯(111)的端面上；信号调节器(20)用于向光缆(11)输出光线，信号调节器(20)接收光敏元件(12)反射回的光线并进行处理得到温度信息。
4.如权利要求3所述的测温系统，其特征在于：所述的光敏元件(12)包括抗反射绝缘涂层(122)和高反射绝缘涂层(123)，抗反射绝缘涂层(122)设置在砷化镓单晶体(121)朝向光缆(11)的一侧，高反射绝缘涂层(123)设置在砷化镓单晶体(121)远离光缆(11)的一侧。
5.如权利要求4所述的测温系统，其特征在于：所述的信号调节器(20)包括光源(21)、光纤耦合器(22)、光谱分析仪(23)以及信号处理单元(24)，光源(21)发出的光线依次通过光纤耦合器(22)、光缆(11)输出至光敏元件(12)，反射回的光线依次通过光缆(11)、光纤耦合器(22)输出至光谱分析仪(23)，光谱分析仪(23)的采样周期为小于等于10ms，光谱分析仪(23)将接收到的光线转换成电信号输出至信号处理单元(24)，信号处理单元(24)将电信号处理成温度信息后输出。
6.如权利要求5所述的测温系统，其特征在于：包括外壳(25)，光源(21)、光纤耦合器(22)、光谱分析仪(23)以及信号处理单元(24)均容纳于外壳(25)中，外壳(25)上设置有光纤接口(251)和输出接口(252)，光缆(11)通过光纤接口(251)连接信号调节器(20)，信号处理单元(24)通过输出接口(252)输出温度信息。
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| CN201821843082.6U CN208818368U (zh) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 光纤温度传感器及测温系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN116577890A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-11 | 成都亨通光通信有限公司 | 一种层绞式矿用光缆 |
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2018
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| CN116577890B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-19 | 成都亨通光通信有限公司 | 一种层绞式矿用光缆 |
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