[实用新型]一种基于FBG的测量海水温度和盐度的传感器

说明书

技术领域：

本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种基于FBG的测量海水温度和盐度的传感器。 

背景技术：

海水温度和盐度的检测对研究海洋学、海洋环境检测，季节气候预测以及海洋渔业等有十分重要的实用意义。国家在十二五规划中将海洋养殖业放在重点建设对象之中，对海水温度和盐度的实时监测将会给海洋养殖业带来巨大的经济效益。 

传统方法中，海水温度和盐度的检测多采用采集具有代表性的水样进行测试，不仅过程繁琐、费时费力，而且取样液体的温度(和盐度)可能在采集过程中发生变化，造成测量误差，且存在不能对海水温度和盐度进行实时监测，测量数据存储困难等问题。光纤光栅传感器可以解决以上传统测量方法存在的问题。 

光纤光栅是近年来发展最为迅速的光纤无源器件之一，它具有一般光纤折射率传感器的优点，并且采用波长调制方式，对光纤连接器和耦合器、光纤弯曲、光源不稳定等无需任何补偿措施，同时还可以方便的将多个光栅复用，级联方式实现多点的传感测量，这是其他传感器件无法比拟的。光纤光栅传感器还具有体积小，抗腐蚀，不受电磁场干扰，灵敏度高并且可以远程传感等优点。光纤光栅传感器在隧道桥梁的应力测量中技术较为成熟，使用较广，而在温度盐度测量方面技术相对落后，实际应用甚少。 

发明内容：

本实用新型针对传统的海水温度盐度检测仪测量过程繁琐、费时费力，且不能实时监测海水温度和盐度，不能自动存储数据，提出一种基于FBG的测量海水温度和盐度的传感器。 

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为： 

一种基于FBG的测量海水温度和盐度的传感器，包括宽带光源、光纤长周期光栅、1*3分路器、光纤布拉格光栅、经过均匀腐蚀的布拉格光栅、匹配光纤布拉格光栅、两只光电二极管、微处理系统和显示数码管。光纤布拉格光栅和经过均匀腐蚀的布拉格光栅作为传感光栅分别测量海水温度和盐度。 

功率恒定的宽带光源与光纤长周期光栅的一端相连，光纤长周期光栅的另一端与1*3分路器的含有三个端口的一边的第一个端口相连，1*3分路器该边的第二个端口直接连接微处理系统中的第一只光电二极管，第三个端口与匹配光纤布拉格光栅相连，匹配光纤布拉格光栅的另一端连接微处理系统中的第二只光电二极管，1*3分路器另一边的端口以级联的方式连接光纤布拉格光栅和经过均匀腐蚀的布拉格光栅，微处理系统的另一端连接显示数码管。 

本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型的宽带光源经过光纤长周期光栅滤波产生功率与光波长成线性关系的宽带光，以配合当海水温度或盐度变化时，传感光栅能反射不同光强值信息，且反射光强与传感布拉格光栅中心波长漂移量成正比；采用经过均匀、深度腐蚀过的布拉格光栅测量盐度，腐蚀深度到纤芯与包层交界处，它对温度和盐度都十分敏感，提高了测量精度和灵敏度；采用同一种光纤布拉格光栅作为测量温度的布拉格光栅和匹配光纤布拉格光栅，且将传感用光纤布拉格光栅、经过均匀腐蚀的布拉格光栅和匹配光纤布拉格光栅置于海水中同一点，匹配光纤布拉格光栅将温度传感光栅的反射光完全反射，透射光只 含有盐度传感光栅的反射光，实现完全解调出由经过均匀腐蚀的布拉格光栅反射的光强；再使用具有光电转换放大、运算等功能的微处理系统对分离开的光强信息进行处理，测量计算出海水温度和盐度，避免了使用光开关、F-P解调仪或光谱仪等，大大降低成本。本实用新型体积小，抗腐蚀，灵敏度高并且可以远程传感，成本较低，实用性高。 

附图说明：

图示为本实用新型的结构图。 

1：宽带光源；2：光纤长周期光栅；3：1*3分路器；4：光纤布拉格光栅；5：经过均匀腐蚀的布拉格光栅；6：匹配光纤布拉格光栅；7：光电二极管；8：光电二极管；9：微处理系统；10：显示数码管。 

具体实施方案：

下面结合附图对本实用新型进一步描述。 

如图所示，一种基于FBG的测量海水温度和盐度的传感器，包括宽带光源1、光纤长周期光栅2、1*3分路器3、光纤布拉格光栅4、经过均匀腐蚀的布拉格光栅5、匹配光纤布拉格光栅6、光电二极管7、光电二极管8、微处理系统9和显示数码管10。