CN211121676U - 一种基于光纤耦合的温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于光纤耦合的温度传感器，该传感器包括光源、输入光纤、输出光纤、光探测器，空腔、第一金属膜、第一弹性部、第一固定部、第二金属膜、第二弹性部、第二固定部、衬底。外界温度改变第一弹性部和第二弹性部的厚度，从而改变空腔的宽度，从而改变光在空腔中的共振波长，进而确定环境的温度。本实用新型中空腔作为谐振腔，因为谐振腔的共振波长严重地依赖于谐振腔的宽度，所以本实用新型具有灵敏度高的优点。此外本实用新型是基于光纤微结构的，所以尺寸小。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度探测领域，具体涉及一种基于光纤耦合的温度传感器。
背景技术
温度属于基本物理量，温度探测属于重要的物理量探测。传统的温度探测利用双金属片、热敏电阻、热电效应等。常用的接触式温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等，常用的非接触式温度计是基于黑体辐射原理的，称为辐射测温仪表。这些温度测量仪器灵敏度低或者尺寸大。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于光纤耦合的温度传感器，该传感器包括光源、输入光纤、输出光纤、光探测器，光源连接输入光纤，光探测器连接输出光纤。该基于光纤耦合的温度传感器还包括空腔、第一金属膜、第一弹性部、第一固定部、第二金属膜、第二弹性部、第二固定部、衬底。输入光纤和输出光纤平行并且分离，中间形成空腔，在空腔的一侧面依次设有第一金属膜、第一弹性部、第一固定部，在空腔的另一侧面依次设有第二金属膜、第二弹性部、第二固定部。第一弹性部和第二弹性部的材料为热膨胀材料。第一固定部和第二固定部分别固定在衬底上。
更进一步地，输入光纤和输出光纤的直径相同。
更进一步地，空腔在垂直于输入光纤方向的长度小于输入光纤的直径。
更进一步地，第一金属膜和第二金属膜的材料为金、银或铂。
更进一步地，第一弹性部和第二弹性部的材料不同。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种基于光纤耦合的温度传感器，外界温度改变第一弹性部和第二弹性部的厚度，从而改变空腔的宽度，从而改变光在空腔中的共振波长，进而确定环境的温度。本实用新型中空腔作为谐振腔，因为谐振腔的共振波长严重地依赖于谐振腔的宽度，所以本实用新型具有灵敏度高的优点。此外本实用新型是基于光纤微结构的，所以尺寸小。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是基于光纤耦合的温度传感器的结构示意图。
图中：1、输入光纤；2、输出光纤；31、第一金属膜；32、第二金属膜；41、第一弹性部；42、第二弹性部；51、第一固定部；52、第二固定部；6、空腔。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实用新型提供了一种基于光纤耦合的温度传感器，该传感器包括光源、输入光纤1、输出光纤2、光探测器，还包括空腔6、第一金属膜31、第一弹性部41、第一固定部51、第二金属膜32、第二弹性部42、第二固定部52、衬底。如图1所示，输入光纤1和输出光纤2平行并且分离，中间形成空腔6。在实际应用中输入光纤1和输出光纤2设置在绝缘衬底上。在空腔6的一侧面依次设有第一金属膜31、第一弹性部41、第一固定部51，在空腔6的另一侧面依次设有第二金属膜32、第二弹性部42、第二固定部52。第一弹性部41和第二弹性部42的材料为热膨胀材料。第一固定部51和第二固定部52分别固定在衬底上。在应用时，光源为连续光谱光源，光源发出光并耦合进入输入光纤1。光探测器连接输出光纤2，用以探测从输出光纤2传递出的不同波长光的强度。第一金属膜31和第二金属膜32的材料为金、银或铂。在环境温度改变时，温度改变第一弹性部41和第二弹性部42的温度，从而改变第一弹性部41和第二弹性部42的厚度，进而改变空腔6的宽度。本实用新型中，空腔6作为谐振腔，温度的变化改变谐振腔的共振波长，根据共振波长的变化确定环境的温度。本实用新型中，通过改变谐振腔的宽度改变谐振腔的共振波长，由于谐振腔的共振波长对宽度的依赖性更大，宽度的变化会严重地改变谐振腔的共振波长，所以本实用新型具有灵敏度高的优点。此外，本实用新型是基于光纤微结构的，所以还具有尺寸小的优点。
更进一步地，输入光纤1和输出光纤2的直径相同。空腔6在垂直于输入光纤1方向的长度小于输入光纤1的直径。如此一来，将光限制在宽度小于光纤直径的小尺寸范围内，空腔6共振波长的变化将更严重地依赖于温度的变化。
更进一步地，第一弹性部41和第二弹性部42的材料不同。如此一来，当温度变化时，第一弹性部41和第二弹性部42的膨胀程度不同，空腔6的中心位置将发生偏离，输入光纤1和空腔6的耦合会发生变化，输出光纤2和空腔6的耦合也会发生变化，所以不仅造成共振波长的变化，而且会造成透射强度的变化，所以这样会呈现出另一个维度的温度信息。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于光纤耦合的温度传感器，包括光源、输入光纤、输出光纤、光探测器，所述光源连接所述输入光纤，所述光探测器连接所述输出光纤，其特征在于：还包括空腔、第一金属膜、第一弹性部、第一固定部、第二金属膜、第二弹性部、第二固定部、衬底，所述输入光纤和所述输出光纤平行并且分离，中间形成所述空腔，在所述空腔的一侧面依次设有所述第一金属膜、所述第一弹性部、所述第一固定部，在所述空腔的另一侧面依次设有所述第二金属膜、所述第二弹性部、所述第二固定部，所述第一弹性部和所述第二弹性部的材料为热膨胀材料，所述第一固定部和所述第二固定部分别固定在所述衬底上。
2.如权利要求1所述的基于光纤耦合的温度传感器，其特征在于：所述输入光纤和所述输出光纤的直径相同。
3.如权利要求2所述的基于光纤耦合的温度传感器，其特征在于：所述空腔在垂直于所述输入光纤方向的长度小于所述输入光纤的直径。
4.如权利要求3所述的基于光纤耦合的温度传感器，其特征在于：所述第一金属膜和所述第二金属膜的材料为金、银或铂。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于光纤耦合的温度传感器，其特征在于：所述第一弹性部和所述第二弹性部的材料不同。
Priority Applications (1)
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| CN202020162118.5U CN211121676U (zh) | 2020-02-11 | 2020-02-11 | 一种基于光纤耦合的温度传感器 |
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Publications (1)
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| CN211121676U true CN211121676U (zh) | 2020-07-28 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2020
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