RU31447U1 - Волоконно-оптический датчик температуры - Google Patents
Волоконно-оптический датчик температурыInfo
- Publication number
- RU31447U1 RU31447U1 RU2001129671/20U RU2001129671U RU31447U1 RU 31447 U1 RU31447 U1 RU 31447U1 RU 2001129671/20 U RU2001129671/20 U RU 2001129671/20U RU 2001129671 U RU2001129671 U RU 2001129671U RU 31447 U1 RU31447 U1 RU 31447U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature sensor
- fiber
- optical fiber
- heat
- fiber optical
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
Волоконно-оптический датчик температуры
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к термометрии.
Известна конструкция волоконно-оптического датчика температуры, принцип действия которого основан на термооптических свойствах кристалла GaAs, который зажат между торцами двух оптических волокон 1. Иедостаток конструкции - ограниченность диапазона измеряемой температуры (не выше 300°С) и не высокая точность измерения температуры (±1°С).
В качестве прототипа следует рассмотреть конструкцию волоконнооптического датчика температуры, имеющего термочувствительный элемент из слоя кремния, осажденного на торце оптического волокна 2. В этой конструкции технологически реализуемы лишь чрезвычайно тонкие слои (толшиной « 1 мк), что не обеспечивает высокой точности измерения температуры. Вырашенные слои кремния имеют аморфн)то или поликристаллическую структуру, что обуславливает низкую стабильность оптических свойств термочувствительного элемента и, как следствие, не удовлетворительную стабильность характеристик всего волоконно-оптического датчика температуры.
Указанные недостатки отсутствуют в предлагаемом волоконнооптическом датчике температуры, содержащем оптическое волокно и расположенный на выходном торце оптического волокна термочувствительный элемент из кремния. Волоконно-оптический датчик температуры имеет согласующий слой из окиси кремния, через который выполнено соединение термочувствительного элемента с оптическим волокном.
20011296
МТЖ:О01 Kll/12
Техническим результатом, реализуемым в данном изобретении, является повышение точности и стабильности измерения волоконнооптического датчика температуры.
Сущность предложения поясняется с помощью фиг.1, иллюстрирующей работу волоконно-оптического датчика температуры в термокамере.
Волоконно-оптический датчик температуры имеет оптическое волок..il.i iy... Л..Г: - i,.CHwICp...;. |..,aJIt KpGiviHlir ,
НО 1, согласую1щш слош2 и термочувствительный элементов.
Волоконно-оптический датчик температуры работает следующим образом. Излучение светодиода 5 вводится в волоконно-оптический тракт 7 волоконного разветвителя 4 и оптическим волокном 1 передаётся через согласующий слой 2 к термочувствительному элементу 3, который помещается в зону измерения температуры термокамеры 6. Изменение температуры термочувствительного элемента приводит к изменению коэффициента отражения излучения от термочувствительного элемента. Отраженное излучение передается оптическим волокном 1 через разветвитель 4 с волоконнооптическим трактом 8 на фотоприемник 9, регистрирующим изменение температуры.
Ниже приведен конкретный пример исполнения волоконнооптического датчика температуры.
В качестве источника излучения 5 (фиг.1) используется инфракрасный светодиод ЗЛ-107Б, благодаря больщой излучающей поверхности (бООхбООмк), обеспечивается оптическое согласование его с волоконнооптическим трактом 7 с высокой стабильностью. Использовался многомодовый кварц-кварцевый разветвитель 4 типа Y с наружным диаметром сечения 125 мк и диаметром световедущей жилы 50 мк. В качестве термочувствительного элемента 3 применялась пластинка монокристаллического кремния размером 100x100x20 мк Формирование согласующего слоя 2 из окиси кремния происходит за счет окисления кремниевого элемента 3 при
температуре 1100°C -1200°C при помещении последнего в дуге электрического разряда на 10-15 минут. Соединение структуры 2-3 (согласующий слой-термочувствительный элемент) с выходным торцем оптического волокна 1 осуществляется электродуговой сваркой переменным током с частотой 30-50кгц. Для жилы оптического волокна, согласующего слоя и термочувствительного элемента значения показателя преломления составляли, соответственно, 1,5; 1,9-2,0 и 3,4, а коэффициент теплопроводности для этих же сред равнялся, соответственно, 0,5-10- (1/°С); 2-10- (1/°С) и 2, (1/°С), что обеспечивало достаточное качество согласования термочувствительного элемента с оптическим волокном.
С помощью изготовленного волоконно-оптического датчика выполнялось измерение температуры в термокамере для сущки древесины СВЧизлучением. Диапазон работы волоконно-оптического датчика температуры соответствовал -60°С -+350°С, точность измерения составляла 0,2°С. Стабильность характеристик за 6 месячный срок была не хуже 5%.
Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом датчике устранены присущие ему технологические недостатки и достигнуты высокие технические характеристики.
Литература:
1 Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики. Л..Энергоатомиздат.-1990.- с. 146-147.
2 L.Schultheir, H.Amstutz, M.Kaufmarm, Fiber-optic temperature sensing with Liltrathin silicon etalons. Optics Letters.-13.-1988.-pp.782-784.
Claims (1)
- Волоконно-оптический датчик температуры, содержащий оптическое волокно и расположенный на выходном торце оптического волокна термочувствительный элемент из кремния, отличающийся тем, что волоконно-оптический датчик температуры имеет согласующий слой из окиси кремния, через который выполнено соединение термочувствительного элемента с оптическим волокном.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129671/20U RU31447U1 (ru) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Волоконно-оптический датчик температуры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129671/20U RU31447U1 (ru) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Волоконно-оптический датчик температуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU31447U1 true RU31447U1 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=37501111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001129671/20U RU31447U1 (ru) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Волоконно-оптический датчик температуры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU31447U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272259C1 (ru) * | 2004-08-02 | 2006-03-20 | Федор Андреевич Егоров | Волоконно-оптический термометр |
| RU2813237C1 (ru) * | 2023-07-08 | 2024-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВОТЕХ" | Волоконно-оптический датчик температуры на основе термооптического эффекта кремния |
-
2001
- 2001-11-05 RU RU2001129671/20U patent/RU31447U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2272259C1 (ru) * | 2004-08-02 | 2006-03-20 | Федор Андреевич Егоров | Волоконно-оптический термометр |
| RU2813237C1 (ru) * | 2023-07-08 | 2024-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВОТЕХ" | Волоконно-оптический датчик температуры на основе термооптического эффекта кремния |
| RU229232U1 (ru) * | 2024-05-02 | 2024-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Квантум-Центр" | Волоконно-оптический интерференционный дифференциальный датчик температуры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6819812B2 (en) | System and method for measuring physical, chemical and biological stimuli using vertical cavity surface emitting lasers with integrated tuner | |
| US4671651A (en) | Solid-state optical temperature measuring device | |
| US4689483A (en) | Fiber optical temperature measuring apparatus | |
| CN111077112B (zh) | 基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置 | |
| US9046494B2 (en) | Optical sensing system and a method of determining a change in an effective refractive index of a resonator of an optical sensing system | |
| KR102285677B1 (ko) | 광센서 | |
| CN101900575B (zh) | 一种基于有源谐振腔和与之级联的无源谐振腔的光传感器 | |
| RU31447U1 (ru) | Волоконно-оптический датчик температуры | |
| Grattan | Recent advances in fibre optic sensors | |
| CN218545998U (zh) | 一种基于光纤谐振器的真空计 | |
| WO2023183064A1 (en) | Temperature measurement system and method using multimode of an optical resonator | |
| Saggese et al. | Hollow sapphire waveguides for remote radiometric temperature measurements | |
| Austin et al. | Measurement of semiconductor optical waveguide loss using a Fabry-Perot interference technique | |
| Priest et al. | Thermal coefficients of refractive index and expansion in optical fibre sensing | |
| Sultan et al. | Temperature sensing by band gap optical absorption in semiconductors | |
| JPS57168126A (en) | Device for detecting physical change | |
| RU2272259C1 (ru) | Волоконно-оптический термометр | |
| CN211121676U (zh) | 一种基于光纤耦合的温度传感器 | |
| Zamora et al. | Cascaded microring resonators for biomedical applications: improved sensitivity at large tuning range | |
| RU2008630C1 (ru) | Волоконно-оптический датчик температуры | |
| JP3071649B2 (ja) | 全反射型屈折率センサ | |
| CN201945403U (zh) | 光纤温度浓度传感器 | |
| CN110686797B (zh) | 一种光纤温度传感器 | |
| JPH02223865A (ja) | エネルギー測定用センサ及びエネルギー測定装置 | |
| JPS6135492B2 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration | ||
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091106 |