CN213985447U - 一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器 - Google Patents
一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，包括光纤纤芯、套设于光纤纤芯上的光纤包层；光纤包层沿光纤纤芯的长度延伸方向包括依次连接的第一包层、第二包层和第三包层；第一包层的直径等于第三包层的直径，且大于第二包层的直径；高敏温度传感器还包括刻写在第二包层包裹的光纤纤芯中的长周期光纤光栅、以及镀设于第二包层外侧的金属膜层。本实用新型一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，第二包层直径较小，易受环境温度影响，从而与光纤纤芯之间的耦合发生变化；通过镀设金属膜层，当温度发生变化时，金属膜层对长周期光纤光栅存在一个轴向应力，使得透射谱的谐振峰发生漂移。因此该高敏温度传感器具有较高的温度灵敏度。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器。
背景技术
光纤光栅主要分为布拉格光纤光栅（FBG）和长周期光纤光栅（LPG），两者的差异在于光栅周期。长周期光纤光栅的光栅周期一般为微米量级，远大于布拉格光纤光栅的光栅周期。长周期光纤光栅的主要机理为光纤中同向模式的耦合，其谐振波长易受周围环境的影响而改变，具有良好的线性响应度，因此被广泛应用于光纤传感领域。
传统的长周期光纤光栅温度传感器的温度灵敏度较低，因此需要经过一些方式对传感器进行温度增敏处理。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，具有较高的温度灵敏度。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，包括光纤纤芯、套设于所述光纤纤芯上的光纤包层；
所述光纤包层沿所述光纤纤芯的长度延伸方向包括依次连接的第一包层、第二包层和第三包层；所述第一包层的直径等于所述第三包层的直径，且大于所述第二包层的直径；
所述高敏温度传感器还包括刻写在所述第二包层包裹的所述光纤纤芯中的长周期光纤光栅、以及镀设于所述第二包层外侧的金属膜层。
优选地，所述第一包层、所述第二包层和所述第三包层一体成型，所述第二包层为设于所述第一包层和所述第三包层之间的腐蚀拉伸段。
更优选地，所述光纤包层的腐蚀长度为60-70mm，腐蚀后的直径为90-100μm，拉伸后的直径为75-80μm。
优选地，刻写的所述长周期光纤光栅的光栅周期为500-700μm，光栅长度为40-50mm。
优选地，所述金属膜层的厚度为90-100nm。
更优选地，所述金属膜层的厚度为100nm。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，由于第二包层的直径较小，因此第二包层更易受到环境温度的影响，从而与光纤纤芯之间的耦合也发生变化，这体现在透射谱的谐振波长发生漂移；在长周期光纤光栅外侧的第二包层上镀设金属膜层之后，当温度发生变化时，金属膜层热胀冷缩，对长周期光纤光栅存在一个轴向应力，这体现在长周期光纤光栅的光栅周期发生改变，使得透射谱的谐振峰发生漂移。因此，本实用新型一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，具有较高的温度灵敏度。
附图说明
附图1为本实用新型装置的结构示意图。
其中：1、光纤纤芯；2、第一包层；3、第二包层；4、第三包层；5、长周期光纤光栅；6、金属膜层。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图1所示，上述一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，包括光纤纤芯1、套设于光纤纤芯1上的光纤包层。光纤包层的内径与光纤纤芯1的外径相同，光纤包层与光纤纤芯1具有相同的轴心线。
上述光纤包层沿光纤纤芯1的长度延伸方向包括依次连接的第一包层2、第二包层3和第三包层4；第一包层2的直径等于第三包层4的直径，且大于第二包层3的直径。参见图1所示，从左往右依次为第一包层2、第二包层3和第三包层4。
第一包层2、第二包层3和第三包层4一体成型，第二包层3为设于第一包层2和第三包层4之间的腐蚀拉伸段。
首先对光纤包层进行腐蚀处理，接着再对腐蚀段进行熔融拉伸处理。在本实施例中，光纤包层的腐蚀长度为60-70mm，腐蚀后的直径为90-100μm，熔融拉伸后的直径为75-80μm。第二包层3的直径从两端向中间逐渐收缩减小。
上述一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，还包括刻写在第二包层3包裹的光纤纤芯1中的长周期光纤光栅5、以及镀设于第二包层3外侧的金属膜层6。
在本实施例中，刻写的长周期光纤光栅5的光栅周期为500-700μm，光栅长度为40-50mm。
上述金属膜层6的厚度为90-100nm，在本实施例中，金属膜层6的厚度为100nm。
通过这个设置，由于第二包层3的直径较小，因此第二包层3更易受到环境温度的影响，从而与光纤纤芯1之间的耦合也发生变化，这体现在透射谱的谐振波长发生漂移；在长周期光纤光栅5外侧的第二包层3上镀设金属膜层6之后，当温度发生变化时，金属膜层6热胀冷缩，对长周期光纤光栅5存在一个轴向应力（即图1中的左右方向），这体现在长周期光纤光栅5的光栅周期发生改变，使得透射谱的谐振峰发生漂移。因此，本实用新型一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，具有较高的温度灵敏度。所采用的金属膜层6将温度变化调制为长周期光纤光栅5的光栅周期变化，实现了该高敏温度传感器的谐振波长的调节。
测量时，将该高敏温度传感器的一端连接宽带光源，另一端连接光谱分析仪。当环境温度发生变化时，引起长周期光纤光栅5透射谱的谐振波长发生漂移，根据该漂移量来实现对温度的测量。
上述一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，具有灵敏度高，抗电磁干扰以及高稳定性的优点。
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 (6)
1.一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：包括光纤纤芯、套设于所述光纤纤芯上的光纤包层；
所述光纤包层沿所述光纤纤芯的长度延伸方向包括依次连接的第一包层、第二包层和第三包层；所述第一包层的直径等于所述第三包层的直径，且大于所述第二包层的直径；
所述高敏温度传感器还包括刻写在所述第二包层包裹的所述光纤纤芯中的长周期光纤光栅、以及镀设于所述第二包层外侧的金属膜层。
2.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：所述第一包层、所述第二包层和所述第三包层一体成型，所述第二包层为设于所述第一包层和所述第三包层之间的腐蚀拉伸段。
3.根据权利要求2所述的一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：所述光纤包层的腐蚀长度为60-70mm，腐蚀后的直径为90-100μm，拉伸后的直径为75-80μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：刻写的所述长周期光纤光栅的光栅周期为500-700μm，光栅长度为40-50mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：所述金属膜层的厚度为90-100nm。
6.根据权利要求5所述的一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器，其特征在于：所述金属膜层的厚度为100nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120236571.0U CN213985447U (zh) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120236571.0U CN213985447U (zh) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213985447U true CN213985447U (zh) | 2021-08-17 |
Family
ID=77252219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120236571.0U Active CN213985447U (zh) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 一种基于长周期光纤光栅的高敏温度传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213985447U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113865744A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-31 | 安徽光纤光缆传输技术研究所(中国电子科技集团公司第八研究所) | 一种用于深空探测的光纤温度传感器 |
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2021
- 2021-01-28 CN CN202120236571.0U patent/CN213985447U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113865744A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-31 | 安徽光纤光缆传输技术研究所(中国电子科技集团公司第八研究所) | 一种用于深空探测的光纤温度传感器 |
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