[发明专利]一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及温度传感技术领域，特别涉及一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置。

背景技术

光纤温度传感器是近年来开始研究的新型传感技术，由于它可以获得被测温度场的空间分布状态和随时间变化的信息，因此成为大型结构温度场检测的经济和有效的测量手段。它涉及光、机、电、算等多个学科，技术含量大。

光纤温度传感器的基本原理是：温度变化的时候会改变光在物质中的传播速度，也就是说，当温度变化的时候光路中的折射率会发生变化，这个时候光路终点位置会产生一个偏移，测量后根据物质特性可以计算出温度。

然而，现有技术中，光纤温度传感器多采用单波长结构，比如：

专利号为92229667，专利名称为光纤温度传感器的专利，公开了这样一种光纤温度传感装置：该装置采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。

这种结构主要存在稳定性差、精度低，易受周围环境影响等缺点。

鉴于此，实有必要提供一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置，以解决该种传感器的稳定性和准确性不高的缺陷。

发明内容

本发明的所要解决的技术方案是提供一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置，以解决现有技术的不足。

为解决上述技术方案，本发明提供一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置，包括：双波长光源、用于提供波长在800-900nm之间的第一光源，及波长大于1200nm的第二光源；光纤探头、其包括反射系数随温度变化而变化的半导体材料；光纤耦合器、连接所述双波长光源及所述光纤探头，用于将所述双波长光源提供的第一光源及第二光源传输至所述光纤探头，并将由所述半导体材料反射回来的反射光输出；波分复用器、连接所述光纤耦合器，将所述反射光分成第一光源的反射光、及第二光源的反射光两路，分别输出；光电处理器、连接所述波分复用器，将输入的第一光源的反射光、及第二光源的反射光分别进行光电转换、放大、滤波、模数转换的处理，得到第一电信号、及第二电信号后，将上述两者相除，得到最终需要的电信号，并根据该信号进行数据处理，得到温度信息。

较佳的，所述半导体材料为单晶硅。

较佳的，所述单晶硅构成单面抛光的晶片。

较佳的，所述双波长光源的输出端连接所述光纤耦合器的输入端，所述光纤耦合器的COM端连接所述光纤探头，所述光纤耦合器的输出端连接所述波分复用器的输入端。

较佳的，所述双波长光源、所述光纤耦合器、所述光纤探头、所述波分复用器、及所述光电处理器之间均通过传感光纤连接。

较佳的，所述最终需要的电信号由第一电信号除以第二电信号得到。

较佳的，所述光电处理器包括光探测器、放大器、滤波器、模数转换器及数据处理器。

较佳的，所述第一光源的波长为850nm，所述第二光源的波长为1310nm。

本发明的有益效果在于：稳定性和准确性高、结构简单、体积小、重量轻、便于安装、成本低。

附图说明

图1为自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置光路的结构示意图。

图2为自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感器的结构方框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1及图2，一种自带光补偿结构的双波长型光纤温度传感装置，包括：

双波长光源3、用于提供波长在800-900nm之间的第一光源，及波长大于1200nm的第二光源；

光纤探头5、其包括反射系数随温度变化而变化的半导体材料；

光纤耦合器4、其通过传感光纤42连接双波长光源3，并通过传感光纤51连接光纤探头5，用于将双波长光源3提供的第一光源及第二光源传输至光纤探头5，并将由所述半导体材料反射回来的所述反射光输出；则所述反射光携带了波长为800-900nm及波长大于1200nm光波在同一温度下的折射率信息；

波分复用器2、通过传感光纤41连接光纤耦合器4，将所述反射光分成第一光源的反射光、及第二光源的反射光两路，分别从传感光纤21及22输出；即，将原本混合在一起的波长为800-900nm及波长大于1200nm的光波的反射光分开，将波长为800-900nm的光波的反射光从传感光纤21输出，波长大于1200nm的光波的反射光从传感光纤22输出；