CN2812161Y - 光纤传输光直读式温度传感装置 - Google Patents
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Abstract
光纤传输光直读式温度传感装置实用新型涉及一种将温度计水银升降转化为光强度变化的温度传感装置，它由温度计、光纤列阵盒、传输光纤、激光器、探测器组成。工作时由激光器产生光信号，并由光纤传输到现场，经内设有梯度折射率透镜、金属套管、外套管的光纤列阵盒，把光源束光纤为圆柱端的一端转换为另一端并排成一列，光源被分散成平行光照射到温度计。与光源束光纤并排的接收束光纤接收由温度计反射的光信号，该光信号的回路结构与光源束光纤来路结构相同，该光信号沿相反路径传回，在远端耦合进激光探测器，实现特殊场合的现场温度远程监测。本实用新型具有现场纯光学方式，光纤传输，安全可靠等优点。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种温度传感装置，尤其是能够通过现场纯光学方式将玻璃温度计温度变化转化为光强变化信号，并经光纤传输到远端，实现远端直接读取玻璃温度计温度示值的温度传感装置。
背景技术
目前，公知的玻璃温度计的读取一般采用肉眼直接读取的方式。但是在一些特殊场合，例如军火库、危险品库等场合，人员不能轻易到达，现场又不能有电信号出现，在远端的控制室又需要监测现场的温度。解决该问题的方案可以采用纯光纤传感器的方案。但是这种光纤温度传感器，测量范围一般比较大，成本比较高。需要设计一种光学方法读取玻璃温度计温度示值，经过光纤传输至远端的温度传感装置。
发明内容
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在远端由激光器产生稳定的光强信号，该光信号通过一根光纤传输到测试现场后，经过光纤连接器插头，耦合进梯度折射率透镜，经过梯度折射率透镜的准直而成平行光，进入与梯度折射率透镜另一端紧密接触的光源束的圆柱端，由于该光源束的一端为圆柱，另外一端为一并排排列的一列光纤束，这样光源被分散成一列平行光源，直接照射到玻璃温度计上。而与光源束光纤并排的接收束光纤接收由玻璃温度计反射的光信号，该光信号由接收束光纤传到其圆柱端，进入与其紧密接触的梯度折射率透镜，经过梯度折射率透镜的聚焦，耦合进入与梯度折射率透镜另一端紧密接触的光纤连接器插头，该插头通过一根光纤传输到远端后，通过光纤连接器的插头耦合进激光探测器。
控制电路部分由两部分组成。第一部分是光源部分，产生激光二极管驱动所需的恒流源，该恒流源同时受激光器背光检测电路反馈控制，使激光二极管输出的光信号恒定。第二部分是光电转换部分，将接收回的光信号转换为电信号，并归一化处理。
当玻璃温度计中的热胀冷缩物质如水银柱由于温度变化而升降时，接收束光纤中接收的光强度随之发生变化。光电检测电路检测到这种变化，输出一个特定的电信号。实现远程温度计温度的直接读取。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型工作原理图。图2是图1中光纤列阵盒22的结构详图，即光纤列阵盒结构示意图。
图1和图2中，玻璃温度计21用固定架23固定在光纤列阵盒22的平行光纤列阵端，光纤24将由光源26发出的光传播到固定在光纤列阵盒22上的一路光纤连接器插针10，光纤连接器插针10的另一头紧贴梯度折射率透镜8的一端，梯度折射率透镜8的另一端紧贴内束有光纤2的金属套管4，其另一端端面抛光。光纤连接器插针10、梯度折射率透镜8和金属套管4用外套管6同时套住。光纤列阵盒22的平行光纤列阵端的另一列为接收束光纤3，另一端束在金属套管5内，金属套管5的另一端端面抛光，并紧贴梯度折射率透镜9的一端，梯度折射率透镜9的另一端紧贴光纤连接器插针11，光纤连接器插针11将玻璃温度计21的反射光通过光纤25传输到远端后通过光纤连接器的插头耦合进激光探测器部分27。图1中28为现场部分，29为控制室部分。
图2中1为光纤列阵盒主体。
图3是光纤列阵盒主视图。
图4是光纤列阵盒左视(A向)图。图中12是光纤列阵盒盖。2/3是光纤列阵，两列光纤上下并排并紧贴在一起。同时用环氧树脂灌封，端面抛光。
图5是金属套管结构示意(B-B向剖面)图。
具体实施方式
本实用新型提供一种以纯光学的方法将传统的玻璃温度计水银柱升降变化转变为光强变化，并以光纤传输发送出去的装置。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种以纯光学的方法将传统的玻璃温度计水银柱升降变化转变为光强变化，并采用光纤传输到控制室经过光电转换输出电信号。在一些易燃、易爆场合应用，现场没有电信号出现，非常安全。
在本发明的实施例中，光源束及接收束光纤的平行列阵端的总宽度约为20mm，每个光束共有光纤46根，即在20mm范围内共有光纤约46根。激光器的波长为850nm，梯度折射率透镜的直径为Φ2.5mm，周期为0.25P。光纤连接器插头为FC/PC型的标准插头(Φ2.5mm)，玻璃温度计的温度刻度在所使用的20mm范围内相对变化为20度。所设计的电路经过刻度可以在水银柱升降0-20mm时将信号归一化为输出信号0-200mV。
Claims (3)
1.一种光纤传输光直读式温度传感装置，其特征在于它由玻璃温度计(21)、光纤列阵盒(22)、固定架(23)、传输光纤(24)/(25)、光源(26)和光接收器(27)组成，光纤列阵盒(22)里设有两个光纤连接器插针、两个梯度折射率透镜、两个金属圆套管和两个外套管；光纤连接器插针(10)的一头紧贴梯度折射率透镜(8)的一端，梯度折射率透镜(8)的另一端紧贴内束有光纤(2)的金属圆套管(4)；光纤连接器插针(10)、梯度折射率透镜(8)和金属圆套管(4)用外套管(6)同时套住并固定在光纤列阵盒(22)上；从金属圆套管(4)过来的光纤(2)的另一端接到光纤列阵盒的另一端，并把光纤(2)排列成一并排的光纤束，即光纤(2)的一端为圆柱，另外一端为一并排排列的一列光纤束，直接对准用固定架(23)固定在光纤列阵盒(22)另一端的玻璃温度计(21)；而与光纤(2)并排的接收束光纤(3)也对准着玻璃温度计(21)；接收束光纤(3)的另一端束在金属套管(5)内，金属套管(5)的另一端紧贴梯度折射率透镜(9)的一端，梯度折射率透镜(9)的另一端紧贴光纤连接器插针(11)；金属套管(5)、梯度折射率透镜(9)和光纤连接器插针(11)用外套管(7)同时套住并固定在光纤列阵盒(22)上；光纤连接器插针(11)通过传输光纤(25)连接到激光探测器(27)。
2.根据权利要求1所述的光纤传输光直读式温度传感装置，其特征是：光源束、接收束两束光纤的平行端上下并排并紧贴对准玻璃温度计水银升降的部分。
3.根据权利要求1所述的光纤传输光直读式温度传感装置，其特征是：光源束光纤的另一端套在内套管中，该内套管和梯度折射率透镜紧贴并套在外套管中；传输光纤通过光纤连接器插头插在外套管的另一头并与梯度折射率透镜紧贴，接收束光纤的另一端与光源束的圆柱端结构相同。
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