CN216012528U - 透射型荧光晶体光纤温度探头及光纤温度探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种透射型荧光晶体光纤温度探头及光纤温度探测系统，该探头中，第一准直器组件插装在外套管的第一端，第二准直器组件插装在外套管的第二端。第一准直器组件包括第一准直器、第一内套管、第一透镜和红宝石晶体，第一准直器插装在第一内套管的第一端，第一透镜安装在第一准直器的第一端面，红宝石晶体插装在第一内套管的第二端，第一透镜与红宝石晶体的第一端面相对设置。第二准直器组件包括第二准直器、第二内套管和第二透镜，第二准直器插装在第二内套管内，第二透镜安装在第二准直器的第一端面，第二透镜与红宝石晶体的第二端面相对设置。该系统应用该探头。本实用新型的透射型荧光晶体光纤温度探头结构简单且稳定性高。

Description

透射型荧光晶体光纤温度探头及光纤温度探测系统

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，具体的，涉及一种透射型荧光晶体光纤温度探头，还涉及应用该透射型荧光晶体光纤温度探头的光纤温度探测系统。

背景技术

目前的温度传感器大多采用温度敏感电阻，在不同的温度条件下电阻产生变化，通过检测电阻变化来监测温度变化。目前的温敏电阻存在以下的问题：1.阻值与温度的关系非线性严重；2.元件的一致性差，互换性差； 3.元件易老化，稳定性较差；4.除特殊高温热敏电阻外，绝大多数热敏电阻仅适合0～150℃范围同时，因为温敏电阻是监测电流变化，所以在大多数存在电磁干扰的情况下，难以稳定工作。

发明内容

本实用新型的第一目的是提供一种结构简单且稳定性高的透射型荧光晶体光纤温度探头。

本实用新型的第二目的是提供一种结构简单且稳定性高的光纤温度探测系统。

为了实现上述第一目的，本实用新型提供的透射型荧光晶体光纤温度探头包括第一准直器组件、外套管、第二准直器组件，第一准直器组件插装在外套管的第一端，第二准直器组件插装在外套管的第二端；第一准直器组件包括第一准直器、第一内套管、第一透镜和红宝石晶体，第一准直器插装在第一内套管的第一端，第一透镜安装在第一准直器的第一端面，红宝石晶体插装在第一内套管的第二端，第一透镜与红宝石晶体的第一端面相对设置，第一内套管插装于外套管内；第二准直器组件包括第二准直器、第二内套管和第二透镜，第二准直器插装在第二内套管内，第二透镜安装在第二准直器的第一端面，第二透镜与红宝石晶体的第二端面相对设置，第二内套管插装于外套管内。

由上述方案可见，本实用新型的透射型荧光晶体光纤温度探头由第一准直器组件、外套管和第二准直器组件进行组装获得，结构简单。且将第一准直器、第一内套管、第一透镜和红宝石晶体组合成第一准直器组件，将第二准直器、第二内套管和第二透镜组合成第二准直器组件，使得器件组件化，在组装时更佳便利。此外，通过红宝石晶体随温度变化的荧光特性进行温度检测，可以通过在强电磁干扰环境、在粉尘及油气敏感环境(如加油站、化学品仓库)以及200摄氏度以上的高温环境稳定工作，稳定性高。

进一步的方案中，红宝石晶体的第一端面镀有第一波长的增透膜；红宝石晶体的第二端面镀有第二波长的增透膜。

进一步的方案中，第一波长为575nm，第二波长为700nm。

由此可见，通过在红宝石晶体的第一端面镀有第一波长的增透膜，红宝石晶体的第二端面镀有第二波长的增透膜，可提高特定波长的光线透过率，提高温度检测性能。

进一步的方案中，第一透镜和第二透镜均采用C－lens透镜；或者第一透镜和第二透镜均采用G－lens透镜。

由此可见，第一透镜和第二透镜可采用多种类型的透镜，提高探头的应用。

为了实现上述第二目的，本实用新型提供的光纤温度探测系统设置有光纤温度探头，光纤温度探头应用上述的透射型荧光晶体光纤温度探头。

由上述方案可见，本实用新型光纤温度探测系统的透射型荧光晶体光纤温度探头由第一准直器组件、外套管和第二准直器组件进行组装获得，结构简单。且将第一准直器、第一内套管、第一透镜和红宝石晶体组合成第一准直器组件，将第二准直器、第二内套管和第二透镜组合成第二准直器组件，使得器件组件化，在组装时更佳便利。此外，通过红宝石晶体随温度变化的荧光特性进行温度检测，可以通过在强电磁干扰环境、在粉尘及油气敏感环境(如加油站、化学品仓库)以及200摄氏度以上的高温环境稳定工作，稳定性高。

进一步的方案中，光纤温度探测系统还包括激光器和光功率计，激光器与第一准直器光耦合，光功率计与第二准直器光耦合。

由此可见，通过设置激光器，可进行激光发射，设置光功率计可对透过红宝石晶体的光纤进行功率统计，以便计算出温度值。

进一步的方案中，激光器与第一准直器之间的光路之间还设置有第一滤波器。

进一步的方案中，第一滤波器是中心波长为575nm且带宽为40nm带通滤波器。

由此可见，通过在激光器与第一准直器之间的光路之间还设置有第一滤波器，可对激光器发出的激光进行滤波，允许需要的光线通过，保证激光的纯度，提高检测的准确度。

进一步的方案中，光功率计与第二准直器之间的光路之间还设置有第二滤波器。

进一步的方案中，第二滤波器是中心波长为700nm且带宽为10nm带通滤波器。

由此可见，通过在光功率计与第二准直器之间的光路之间还设置有第二滤波器，可对红宝石晶体发出的光线进一步滤波，提高温度检测的准确度。

附图说明

图1是本实用新型光纤温度探测系统第一实施例的结构图。

图2是本实用新型光纤温度探测系统第一实施例的结构剖视图。

图3是本实用新型光纤温度探测系统第一实施例中透射型荧光晶体光纤温度探头的结构分解图。

图4是本实用新型光纤温度探测系统第一实施例中第一准直器组件的结构分解图。

图5是本实用新型光纤温度探测系统第一实施例中第一准直器组件的结构分解图。

图6是本实用新型光纤温度探测系统第二实施例的结构剖视图

图7是本实用新型光纤温度探测系统第二实施例的结构分解图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

光纤温度探测系统第一实施例：

如图1和图2所示，本实施例中，光纤温度探测系统设置有透射型荧光晶体光纤温度探头1、激光器2、光功率计3、第一滤波器4和第二滤波器5。

参见图3，透射型荧光晶体光纤温度探头1包括第一准直器组件11、外套管12和第二准直器组件13，第一准直器组件11插装在外套管12的第一端，第二准直器组件13插装在外套管12的第二端。本实施例中，外套管12由透明玻璃制成。

参见图4，第一准直器组件11包括第一准直器111、第一内套管112、第一透镜113和红宝石晶体114，第一准直器111插装在第一内套管112 的第一端，第一透镜113安装在第一准直器111的第一端面，红宝石晶体 114插装在第一内套管112的第二端，第一透镜113与红宝石晶体114的第一端面1141相对设置，第一内套管112插装于外套管12内。红宝石晶体114的第一端面1141镀有第一波长的增透膜，红宝石晶体114的第二端面1142镀有第二波长的增透膜。本实施例中，第一波长为575nm，第二波长为700nm。第一内套管112由透明玻璃制成。

参见图5，第二准直器组件13包括第二准直器131、第二内套管132 和第二透镜133，第二准直器131插装在第二内套管132内，第二透镜133 安装在第二准直器131的第一端面，第二透镜133与红宝石晶体114的第二端面1142相对设置，第二内套管132插装于外套管12内。本实施例中，第二内套管132由透明玻璃制成。第一透镜113和第二透镜133均采用C－lens透镜。

由图1和图2可知，激光器2与第一准直器111光耦合，光功率计3 与第二准直器131光耦合。第一滤波器4设置在激光器2与第一准直器111 之间的光路之间。第二滤波器5设置在光功率计3与第二准直器131之间的光路之间。第一滤波器4是中心波长为575nm且带宽为40nm带通滤波器，第二滤波器5是中心波长为700nm且带宽为10nm带通滤波器。本实施例中，第一滤波器4和均采用滤波片，第一准直器111和第二准直器131 均采用单纤准直器。

本实施例的光纤温度探测系统在工作时，透射型荧光晶体光纤温度探头1放置于待测温环境中，激光器2发射出波长为575nm的光线，通过第一滤波器4把波长575nm以外的光线都过滤掉。通过第一准直器111将波长为575nm的光线经过红宝石晶体114的第一端面1141射入，红宝石晶体114吸收波长为575nm的光谱并产生波长为700nm的光线，产生的光传播方向与之前的575nm光线相同，红宝石晶体114吸收波长为575nm的光谱并产生波长为700nm的光线，此为本领域技术人员所公知的技术，在此不再赘述。波长为700nm的光线由红宝石晶体114的第二端面1142传输至第二准直器131，接着，波长为700nm的光线通过第二滤波器5进一步滤波后传输至光功率计3，光功率计3进行光功率换算，从而获得温度数据。

光纤温度探测系统第二实施例：

本实施例的光纤温度探测系统与第一实施例中的光纤温度探测系统的区别仅在于第一透镜和第二透镜的类型不同，因此，本实施例采用第一实施例中的标号。

本实施例中，如图6和图7所示，第一透镜113和第二透镜133均采用G－lens透镜。

由上述可知，本实用新型光纤温度探测系统的透射型荧光晶体光纤温度探头1由第一准直器组件11、外套管12和第二准直器组件13进行组装获得，结构简单。且将第一准直器111、第一内套管112、第一透镜113 和红宝石晶体114组合成第一准直器组件11，将第二准直器131、第二内套管132和第二透镜133组合成第二准直器组件13，使得器件组件化，在组装时更佳便利。此外，通过红宝石晶体114随温度变化的荧光特性进行温度检测，可以通过在强电磁干扰环境、在粉尘及油气敏感环境(如加油站、化学品仓库)以及200摄氏度以上的高温环境稳定工作，稳定性高。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透射型荧光晶体光纤温度探头，其特征在于，包括第一准直器组件、外套管和第二准直器组件，所述第一准直器组件插装在所述外套管的第一端，所述第二准直器组件插装在所述外套管的第二端；

所述第一准直器组件包括第一准直器、第一内套管、第一透镜和红宝石晶体，所述第一准直器插装在所述第一内套管的第一端，所述第一透镜安装在所述第一准直器的第一端面，所述红宝石晶体插装在所述第一内套管的第二端，所述第一透镜与所述红宝石晶体的第一端面相对设置，所述第一内套管插装于所述外套管内；

所述第二准直器组件包括第二准直器、第二内套管和第二透镜，所述第二准直器插装在所述第二内套管内，所述第二透镜安装在所述第二准直器的第一端面，所述第二透镜与所述红宝石晶体的第二端面相对设置，所述第二内套管插装于所述外套管内。

2.根据权利要求1所述的透射型荧光晶体光纤温度探头，其特征在于：

所述红宝石晶体的第一端面镀有第一波长的增透膜；

所述红宝石晶体的第二端面镀有第二波长的增透膜。

3.根据权利要求2所述的透射型荧光晶体光纤温度探头，其特征在于：

所述第一波长为575nm，第二波长为700nm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的透射型荧光晶体光纤温度探头，其特征在于：

所述第一透镜和所述第二透镜均采用C－lens透镜；或者

所述第一透镜和所述第二透镜均采用G－lens透镜。

5.一种光纤温度探测系统，设置有光纤温度探头，其特征在于：所述光纤温度探头应用权利要求1至4任一项所述的透射型荧光晶体光纤温度探头。

6.根据权利要求5所述的光纤温度探测系统，其特征在于：

所述光纤温度探测系统还包括激光器和光功率计，所述激光器与所述第一准直器光耦合，所述光功率计与所述第二准直器光耦合。

7.根据权利要求6所述的光纤温度探测系统，其特征在于：

所述激光器与所述第一准直器之间的光路之间还设置有第一滤波器。

8.根据权利要求7所述的光纤温度探测系统，其特征在于：

所述第一滤波器是中心波长为575nm且带宽为40nm带通滤波器。

9.根据权利要求6至8任一项所述的光纤温度探测系统，其特征在于：

所述光功率计与所述第二准直器之间的光路之间还设置有第二滤波器。

10.根据权利要求9所述的光纤温度探测系统，其特征在于：

所述第二滤波器是中心波长为700nm且带宽为10nm带通滤波器。

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