CN211234773U - 一种基于光纤跳线的fp腔温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器，温度传感器包括一端设有光纤接口的传感头，传感头的内部由设有光纤接头的一端向另一端延伸形成有内腔，且内腔的一端通过光纤接口与外界连通、另一端封闭，FP腔温度传感器还包括设置在内腔内的反射膜及能够与光纤接口可拆卸地连接的光纤跳线，当光纤跳线与光纤接口连接时，在光纤跳线的接头端面与反射膜之间形成一段空气腔，当温度变化时，空气腔内的气体折射率发生改变，利用气体折射率的变化，实现温度传感。本实用新型使用时，只需将光纤跳线与传感头连接，即形成温度传感器，相比现有的熔接，使用非常方便。

Description

一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器。

背景技术

今年来，随着光纤传感技术的快速发展，光纤传感器的应用已经越来越成熟。光纤传感器基于传统电子式传感器所不具有的特点，比如抗电磁干扰、抗腐蚀、体积小、安装方便等特点，已经被广泛应用于电力监测、周界安防、结构监测等领域。

光纤传感器类型丰富，能够实现对温度、湿度、应变、折射率、气压、液位等环境参量的监测，因此一直受到广泛关注。

应用于温度传感的光纤传感器种类比较繁多，主要有光纤布拉格光栅（FBG）、马赫曽德干涉仪（MZ干涉仪）以及法布里珀罗干涉仪（FP腔干涉仪）等。基于FBG的温度传感器虽然是目前使用最多的，但是石英的热光系数较低，因此温度灵敏度较低。基于MZ干涉仪的温度传感器，需通过透射谱来实现温度的测量，结构不紧凑，因此不便于实际应用。基于FP腔温度传感器由于原理比较简单，同时体积小，精度以及灵敏度高，一直是领域内研究的热点，然而使用过程中，通常是需要将传感器与跳线进行熔接，才能形成完整的解调光路，因此使用比较繁琐。

发明内容

为了解决FP腔温度传感器使用过程中的问题，本实用新型提供一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器，所述温度传感器包括一端设有光纤接口的传感头，所述传感头的内部由设有所述光纤接口的一端向另一端延伸形成有内腔，且所述内腔的一端通过所述光纤接口与外界连通、另一端封闭，所述FP腔温度传感器还包括设置在所述内腔内的反射膜及能够与所述光纤接口可拆卸地连接的光纤跳线，当所述光纤跳线与所述光纤接口连接时，在所述光纤跳线的接头端面与反射膜之间形成一段空气腔，当温度变化时，所述空气腔内的气体折射率发生改变，利用所述气体折射率的变化，实现温度传感。

在进一步的实施方式中，所述光纤接口为FC型光纤接口。

在进一步的实施方式中，所述光纤跳线为具有FC/PC接头的单模光纤跳线。

在进一步的实施方式中，所述反射膜固定设置在所述内腔的封闭端。

在进一步的实施方式中，所述反射膜采用镀膜的方式形成在所述内腔的封闭端。

在进一步的实施方式中，所述传感头为柱形传感头，所述内腔沿所述柱形传感头的长度方向延伸。

在进一步的实施方式中，所述传感头的材质为陶瓷。

在进一步的实施方式中，所述内腔为直径2±0.5mm的圆柱形内腔。

在进一步的实施方式中，所述空气腔的长度为20~50mm。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型FP腔温度传感器采用传感头与光纤跳线可拆地连接，使用时，只需将光纤跳线与传感头连接，即形成温度传感器，相比现有的熔接，使用非常方便。且由于FP腔温度传感器由光纤跳线与传感头构成，制作时只需要设计一个带有FC型接口的传感头模型即可，后续可以通过模型大量生产，其次光纤跳线采用普通商用单模光纤跳线即可，使得传感器具有制作简单，成本低的优点。

本实用新型FP腔温度传感器尺寸较小，因此方便在狭小的空间使用，同时由于采用的是陶瓷材料，因此可以应用于一些高压环境中。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的FP腔温度传感器的结构示意图；

图中数字所表示的名称为：

1、传感头；11、光纤接口；2、反射膜；3、空气腔；4、光纤跳线；41、接头；42、陶瓷头。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做进一步描述：

如图1所示的FP腔温度传感器，包括一端设有光纤接口11的传感头1，该传感头1的内部由设有光纤接口11的一端向另一端延伸形成有内腔，且内腔的一端通过光纤接口11与外界连通、另一端封闭，该FP腔温度传感器还包括设置在内腔内的反射膜2及能够与光纤接口11可拆卸地连接的光纤跳线4，当光纤跳线4与光纤接口11连接时，在光纤跳线4的接头端面与反射膜2之间形成一段空气腔3，当温度变化时，空气腔3内的气体折射率发生改变，利用气体折射率的变化，实现温度传感。

本例中，光纤接口11为用于与FC/PC接头配合连接的FC型光纤接口。光纤跳线4为具有FC/PC接头的单模光纤跳线，如可以采用商用单模光纤跳线。具体地，光纤跳线4的接头41与传感头1的接口连接，接头41上的陶瓷头42的端面与反射膜2之间形成空气腔3，空气腔3的长度为20~50mm。

本例中，传感头1为柱形陶瓷材质的传感头，内腔沿柱形传感头的长度方向延伸，且内腔为直径2±0.5mm的圆柱形内腔。

本例中，反射膜2是通过镀膜的方式形成在内腔的封闭端的高反射率的反射膜。

FP腔温度传感器可通过如下方法制备得到：（1）设计一个具有能够与光纤FC/PC接头配合连接的FC型光纤接口的柱形传感头，在其内部挖一个直径2±0.5mm的圆柱形内腔，以便让光纤跳线的FC/PC接头上的陶瓷头插入；（2）在传感头的内腔底部镀上一层高反射率的反射膜，从而使得光达到反射膜后能够反射回去；（3）将光纤跳线与传感头连接，在传感头的内部即形成一个空气腔。

上述FP腔温度传感器的工作原理为：单模光纤跳线4的FC/PC接头的端面与陶瓷传感头1内部的反射膜2之间形成一个空气腔3，构成一个FP腔干涉仪。当陶瓷传感头1所处的环境温度发生变化时，导致空气腔3内的气体折射率发生改变，进而引起反射谱发生漂移，因此通过测量波长漂移量，可以间接实现环境温度的测量。

使用时，将光纤跳线4的另一端与光纤环形器的一端相连接，该光纤环形器的另外两端分别与宽带光源与光谱仪相连接。当环境温度发生变化时，会引起空气腔3内气体的折射率发生改变，从而导致干涉仪的反射谱发生漂移，由于反射谱的谐振峰的漂移量大小与温度存在一定的关系，因此通过测量波长的漂移量，就可以间接测量温度的大小。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述温度传感器包括一端设有光纤接口的传感头，所述传感头的内部由设有所述光纤接口的一端向另一端延伸形成有内腔，且所述内腔的一端通过所述光纤接口与外界连通、另一端封闭，所述FP腔温度传感器还包括设置在所述内腔内的反射膜及能够与所述光纤接口可拆卸地连接的光纤跳线，当所述光纤跳线与所述光纤接口连接时，在所述光纤跳线的接头端面与反射膜之间形成一段空气腔，当温度变化时，所述空气腔内的气体折射率发生改变，利用所述气体折射率的变化，实现温度传感。

2.根据权利要求1所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述光纤接口为FC型光纤接口。

3.根据权利要求2所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述光纤跳线为具有FC/PC接头的单模光纤跳线。

4.根据权利要求1所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述反射膜固定设置在所述内腔的封闭端。

5.根据权利要求4所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述反射膜采用镀膜的方式形成在所述内腔的封闭端。

6.根据权利要求1 所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述传感头为柱形传感头，所述内腔沿所述柱形传感头的长度方向延伸。

7.根据权利要求1或6所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述传感头的材质为陶瓷。

8.根据权利要求1所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述内腔为直径2±0.5mm的圆柱形内腔。

9.根据权利要求1或8所述的基于光纤跳线的FP腔温度传感器，其特征在于：所述空气腔的长度为20~50mm。

Images