[发明专利]光纤温度和压力传感器和包括它们的系统

权利要求书

1.一种传感器装置，包括：

限定腔室的罩；

从所述罩外延伸至所述腔室内的光纤段；和

可操作地设置在所述腔室内并可操作地耦合至所述光纤段的一系列光学处理元件，包括：

i)光纤Bragg光栅，

ii)可操作地设置在所述光纤Bragg光栅下游的偏振器和第一侧孔光纤，和

iii)可操作地设置在所述偏振器和所述第一侧孔光纤下游的反射镜。

2.如权利要求1所述的传感器装置，其中所述偏振器包括第二侧孔光纤。

3.如权利要求2所述的传感器装置，其中：

所述第一侧孔光纤具有芯和距芯以第一尺寸径向设置的侧孔；以及

所述第二侧孔光纤具有芯和距芯以第二尺寸径向设置的侧孔。

4.如权利要求2所述的传感器装置，其中以液态金属填充所述第二侧孔光纤的一个或多个侧孔。

5.如权利要求4所述的传感器装置，其中所述液态金属包括镓或者镓合金。

6.如权利要求1所述的传感器装置，其中所述罩包括玻璃管。

7.如权利要求1所述的传感器装置，其中以液态金属填充所述玻璃管。

8.如权利要求1所述的传感器装置，其中所述罩可操作地设置在外壳的内部。

9.如权利要求8所述的传感器装置，还包括在所述外壳的内部和所述腔室之间提供压力传递的毛细管。

10.如权利要求8所述的传感器装置，其中所述外壳包括馈入装置，经该馈入装置传送所述光纤段以供应至所述罩的所述腔室内。

11.如权利要求8所述的传感器装置，其中所述外壳包括波纹管结构，其响应施加至所述传感器装置的流体静压力变形。

12.如权利要求1所述的传感器装置，其中变址所述光纤Bragg光栅。

13.如权利要求1所述的传感器装置，其中所述反射镜包括具有100％反射率的同轴光纤反射镜。

14.如权利要求12所述的传感器装置，其中通过熔接密封与所述第一侧孔光纤的所述端部相邻的侧孔。

15.如权利要求1所述的传感器装置，其中所述偏振器具有从所述第一侧孔光纤的双折射轴偏移45°角的偏振轴。

16.如权利要求1所述的传感装置，其中，所述光纤Bragg光栅适合于基本上反射预定的第一光谱包络，同时将光谱的剩余部分传送至所述偏振器和侧孔光纤，其中所述预定第一光谱包络中的峰值的特征波长对所述传感装置环境中的温度非常敏感而对压力较不敏感。

17.如权利要求1所述的传感装置，其中：

所述偏振器、所述第一侧孔光纤和所述反射镜适合于返回预定第二光谱包络中的光信号；以及

所述光信号的光谱为正弦波形，其周期对所述传感装置环境中的压力非常敏感而对温度较不敏感。

18.一种传感系统，包括：

a)光源；

b)光谱分析仪；以及

c)至少一个传感器，包括：

i)限定腔室的罩，

ii)从所述罩外延伸至所述腔室内的光纤段，以及

iii)可操作地设置在所述腔室内并可操作地耦合至所述光纤段的一系列光学处理元件，包括光纤Bragg光栅、可操作地设置在所述光纤Bragg光栅下游的偏振器和第一侧孔光纤；以及可操作地设置在所述偏振器和所述第一侧孔光纤下游的反射镜；

其中所述光源被设置为将光线引导至所述至少一个传感器，所述光谱分析仪被设置为检测从所述至少一个传感器反射回的光线。

19.如权利要求18所述的传感系统，其中所述光源包括带宽较宽的光源，所述光谱分析仪包括可调节光学滤光器。

20.如权利要求18所述的传感系统，其中所述光源包括可调节激光设备。

21.如权利要求18所述的传感系统，还包括分光器和光纤波导，其协作用于将所述光源产生的光线引导至所述传感器的所述光纤段和将从所述传感器的所述光纤段反射的光线引导至所述光谱分析仪。