CN2173394Y - 反射式光纤双折射测温探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于温度测量及光纤传感技术领
域。本装置包括传导光纤、双折晶体及与之相连的反
射镜组成的测温部件,在传导光纤与测温部件之间连
有一带有通孔的隔热层。本装置结构简单紧凑、测温
性能稳定可靠,特别适合用于100℃~800℃范围的
测温。
Description
本实用新型属于温度测量及光纤传感技术领域。
光纤传感器已广泛应用于对温度的测量。现有的光纤温度计测温范围主要适用于常温段(0℃~100℃)和高温段(800℃~2000℃)。中温段(100℃~800℃)则无合适的可实用的光纤测温探头。其原因是:适用于常温的光纤测温探头采用普通光纤,在温度较高时探头就失效;而适用于高温的光纤测温探头,主要利用黑体辐射的原理测温,若被测温度太低时(低于600℃),黑体辐射能量弱,探头灵敏度就很低,测量结果误差大,不能实用。目前尚未有解决中温段测温探头的实用办法。
本实用新型的目的在于克服已有技术的不足之处,设计出一种适用于中温段的光纤测温探头。并具有结构简单、性能稳定可靠等优点。
本实用新型设计的一种反射式光纤双折射测温探头,由传导光纤组成的传导单元及与之相连的温度敏感元件组成的测温单元所构成,其特征在于所说的温度敏感元件由双折射晶体及与其相连接的反射镜构成,所说的测温单元与所说传导单元之间有一带有通孔的隔热层。
本实用新型工作原理为:单色光束输入传导光纤经起偏器变成测温的偏振光束,再经隔热层的通孔进入双折射晶体,产生双折射现象再经反射镜反射由原路返回,最后由接收元件接收。当双折射晶体处于被测温度区域,则进入双折射晶体的偏振光的相位差会随温度变化而变化,当这束光由接收元件接收后,可通过检测光束相位差的改变得到被测区域的温度变化。
本实用新型采用耐较高温度的双折射晶体为温度敏感元件以及其相连的耐高温材料制成的反射镜构成测温单元处于中温段的测温区域内能正常工作,连有隔热层传导单元的光纤仍处于常温区,从而解决了中温段光纤测温计的实用化问题。
本实用新型结构简单紧凑、测温性能稳定可靠,满足了100℃~800℃范围测温要求。
附图简要说明:
图1为本实用新型一种实施例结构示意图。
本实用新型设计出一种反射式光纤双折射温度传感器实施例,其结构如图1所示,结合附图说明如下:
本实施例包括传导单元1隔热层2及测温单元3三部分,如图1虚线柜内所示。传导单元由传导光纤11透镜12及偏振器13组成,传导光纤的输出端及透镜、偏振器准直对中并一起固定在一外套管14内,该外套管可由金属或陶瓷管制成。该外套管输出端连有一园盘15,通过该园盘将外套管与隔热层2固定在一起,隔热层有一通孔,该孔与光纤,透镜准直对中,隔热层的尺寸大小及厚度使其达到将传导单元与被测高温区的高温隔离即可。本实施例采用20mm厚的聚乙烯管制成隔热层。
本实施例的测温单元由双折射晶体31及粘接在该晶体一端的反射镜32构成,带反射镜的双折射晶体安装在一外套管33一端,该外套管另一端通过一园盘34固定在隔热层的另一面,并与隔热层的通孔准直对中。
本实施例的工作过程为:由光源4(例如激光器)发出的激光束耦合经透镜5进入传导光纤11,由光纤输出的光经透镜12变为平行光,再由偏振器13变成偏振光,通过隔热层2的通孔射入双折晶体31后由反射镜32反射,经原光路返回,由光探测器6接收,经信号处理7后得到温度值。由于双折射晶体的双折射值会随温度而变,因此光探测器接收到的光强变化直接反映了被测温度的变化值。
本实施例采用抛光后的锗片作为反射镜,能使在所测温度范围内反射性能不变,而且价格低廉。本实施例采用石英晶体作为温度的敏感元件,其优点是:石英晶体性能稳定、耐高温、晶片厚度可由测量范围和测温精度的要求选定。
本实施例中:
石英晶片厚度:1.7mm;
测温范围 :20°~300℃;
温度灵敏度:0.5℃;
光源工作波长:0.85μm(LED);
响应时间 :20秒;
Claims (2)
1、一种反射式光纤双折射测温探头,由传导光纤组成的传导单元及与之相连的温度敏感元件组成的测温单元所构成,其特征在于所说的温度敏感元件由双折射晶体及与其相连接的反射镜构成,所说的测温单元与所说传导单元之间有一带有通孔的隔热层。
2、如权利要求1所述的测温探头,其特征在于所说的传导单元由安装在一外套管中的传导光纤与该光纤,准直对中的透镜及偏振器所组成,所说的测温单元由固定在一外套管端口的石英晶片及固定在晶片上的锗反射镜所组成。
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CN 93243229 CN2173394Y (zh) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 反射式光纤双折射测温探头 |
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CN 93243229 CN2173394Y (zh) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 反射式光纤双折射测温探头 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-10-29 CN CN 93243229 patent/CN2173394Y/zh not_active Expired - Fee Related
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