RU31447U1 - Волоконно-оптический датчик температуры - Google Patents

Волоконно-оптический датчик температуры

Info

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
Application number
RU2001129671/20U
Other languages
English (en)
Inventor
Ф.А. Егоров
В.Т. Потапов
В.Д. Бурков
С.А. Егоров
В.А. Королев
Original Assignee
Институт радиотехники и электроники РАН (Фрязинское отделение)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт радиотехники и электроники РАН (Фрязинское отделение) filed Critical Институт радиотехники и электроники РАН (Фрязинское отделение)
Priority to RU2001129671/20U priority Critical patent/RU31447U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU31447U1 publication Critical patent/RU31447U1/ru

Links

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)

  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.
    Figure 00000001
RU2001129671/20U 2001-11-05 2001-11-05 Волоконно-оптический датчик температуры RU31447U1 (ru)

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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813237C1 (ru) * 2023-07-08 2024-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "НОВОТЕХ" Волоконно-оптический датчик температуры на основе термооптического эффекта кремния

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN106526751B (zh) 一种基于微纳光纤的温控可调谐光纤滤波器及其制作方法
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
US4647203A (en) Fiber optic sensor
CN110160571B (zh) 一种基于硅芯光纤的法布里珀罗传感器及其制备和应用
Seat et al. Single-crystal ruby fiber temperature sensor
RU31447U1 (ru) Волоконно-оптический датчик температуры
Grattan Recent advances in fibre optic sensors
Klimov et al. Characterization of ring resonator structures for applications in photonic thermometry
CN202133678U (zh) 一种基于高双折射光子晶体光纤的加速度传感器
JPS57168126A (en) Device for detecting physical change
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
FI78353C (fi) Fiberoptiska temperaturmaetfoerfarande och -anordning.
Sultan et al. Temperature sensing by band gap optical absorption in semiconductors
RU2272259C1 (ru) Волоконно-оптический термометр
Zamora et al. Cascaded microring resonators for biomedical applications: improved sensitivity at large tuning range
CN201945403U (zh) 光纤温度浓度传感器
Klimov et al. Chip-packaged silicon photonic nanoscale thermometers
SU1076777A1 (ru) Способ измерени теплового потока
JPH02223865A (ja) エネルギー測定用センサ及びエネルギー測定装置

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