[发明专利]超高温光纤F-P温度压力复合传感器与系统有效
申请号: | 201611246502.8 | 申请日: | 2016-12-29 |
公开(公告)号: | CN106643901B | 公开(公告)日: | 2018-06-26 |
发明(设计)人: | 童杏林;杨华东;张宝林;邓承伟;张翠;曹驰;刘访;郑志远;吴轶豪 | 申请(专利权)人: | 武汉理工大学 |
主分类号: | G01D21/02 | 分类号: | G01D21/02;G01D5/353 |
代理公司: | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人: | 张惠玲 |
地址: | 430070 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 复合传感器 复合探头 耦合器 信号解调单元 超高温光纤 复合谐振腔 耐高温壳体 光学校准 宽带光源 温度压力 温压 光纤传感器技术 温度和压力测量 超高温环境 蓝宝石光纤 补偿压力 处理终端 蓝宝石基 腔长变化 石英光纤 温度测定 耐高温 体内 穿过 制作 | ||
1.超高温光纤F-P温度压力复合传感器系统,包括宽带光源(1)、复合探头、耦合器(2)、信号解调单元(3)和处理终端(31),其特征在于:所述耦合器(2)通过石英光纤(21)分别与宽带光源(1)和信号解调单元(3)连接,信号解调单元(3)与处理终端(31)连接,耦合器(2)与复合探头之间通过蓝宝石光纤(22)连接;所述复合探头包括耐高温壳体(4)和光学校准器(41),耐高温壳体(4)内设有蓝宝石基底制作的温压复合谐振腔(5),光学校准器(41)的前端穿入耐高温壳体(4)进而与温压复合谐振腔(5)对应设置,蓝宝石光纤(22)的前端穿设于光学校准器(41)内;
所述温压复合谐振腔(5)包括温敏腔(51)和压敏腔(52),温敏腔(51)和压敏腔(52)均为蓝宝石基制备而来;所述温敏腔(51)的前后两端均为光学平面进而构成本征型蓝宝石F-P腔,压敏腔(52)的后端面为光学平面,压敏腔(52)的后端面上设有凹槽(53),且温敏腔(51)的前端面与压敏腔(52)的后端面键合连接从而使凹槽(53)构成非本征型空气F-P腔。
2.根据权利要求1所述的超高温光纤F-P温度压力复合传感器系统,其特征在于:所述耐高温壳体(4)的前端设有安装槽(42),温压复合谐振腔(5)嵌设于安装槽(42)内,且温压复合谐振腔(5)与耐高温壳体(4)之间粘接有耐高温无机胶(43);所述光学校准器(41)从耐高温壳体(4)后端穿入安装槽(42)且与温压复合谐振腔(5)对应设置,耐高温壳体(4)上设有与光学校准器(41)固定连接的合金螺钉(44)。
3.根据权利要求1所述的超高温光纤F-P温度压力复合传感器系统,其特征在于:所述蓝宝石光纤(22)的前端穿设于光学校准器(41)内且与温敏腔(51)的后端面对应设置,蓝宝石光纤(22)的前端具有抛磨成型面(23),抛磨成型面(23)为5-8°的光学斜面或曲面透镜结构。
4.一种制备权利要求1所述的超高温光纤F-P温度压力复合传感器系统中的温压复合谐振腔的方法,其特征在于,其步骤如下:
所述温压复合谐振腔(5)包括温敏腔(51)和压敏腔(52),温敏腔(51)和压敏腔(52)均为蓝宝石基制备而来;所述温敏腔(51)的前后两端均为光学平面进而构成本征型蓝宝石F-P腔,压敏腔(52)的后端面为光学平面,压敏腔(52)的后端面上设有凹槽(53),且温敏腔(51)的前端面与压敏腔(52)的后端面键合连接从而使凹槽(53)构成非本征型空气F-P腔;
步骤1,将蓝宝石基底切割出温敏腔(51)和压敏腔(52)所需的规格毛片,再在压敏腔(52)毛片上腐蚀一个凹槽(53),将两个毛片分别进行抛磨;
步骤2,对两个温敏腔(51)和压敏腔(52)进行亲水预处理;
步骤3,将温敏腔(51)的前端光学平面与压敏腔(52)后端面对接;
步骤4,将温敏腔(51)和压敏腔(52)进行低温预键合;
步骤5,将经过预键合的温敏腔(51)和压敏腔(52)进行高温扩散键合。
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