[实用新型]强度解调型温度光纤传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感与计量校准技术领域，具体涉及一种强度解调型温度光纤传感器。

背景技术

在计量校准行业，环境试验设备的温度指标列为《环境试验设备温度、湿度校准规范》的主要校准项目；根据计量器具的不同测量量程，规定了不同的温度偏差，并制定相应数值以示划分。随着科技的快速发展，温度校准的智能化将成为未来发展新趋势，传统的校准方式将被新型的智能校准技术所取代。

由于环境试验设备具有密闭的特性，现有技术中，通常采用多路温度巡检仪在设备内部布点采样的校准方法，再以人工方式进行数据记录，此种方式不仅效率低；更有甚者，由于人为误差引起校准纠纷和生产浪费。目前使用的温度检测传感器一般为热电偶和热电阻型传感器，此类传感器通常采用电参数信号作为通信信号，存在精度低、抗干扰能力差等缺点。伴随着光纤传感技术的广泛应用，新一代温度光纤传感器研究成果应运而生。

发明内容

本实用新型的目的是克服传统温度校准设备精度低，抗干扰能力差的缺陷；提供了一种结构简单的强度解调型温度光纤传感器。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种强度解调型温度光纤传感器，包括空心圆柱体温包、金属丝、引导光纤、传感光纤和酒精，所述空心圆柱体温包由所述酒精填充并密封，所述金属丝斜向紧贴绕置在空心圆柱体温包表面上；传感光纤均匀绕置在空心圆柱体温包表面上且与金属丝绕置方向相反，传感光纤绕置圈数为n，所述的金属丝与传感光纤在空心圆柱体温包表面上形成n个交叉点。

进一步的，还包括光源和探测器，所述光源发出的光经引导光纤传输到多模光纤，被探测器接收。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1. 采用光信号通信，可在强电磁干扰环境下稳定工作；

2. 采用光强度解调技术，温度响应快，精度高；

3. 体积小巧，温度采样布点方便，适合环境试验设备的校准需求；

4. 该方案能够实现温度校准的智能化，这是传统传感器所不可替代的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为温度校准实施例示意图。

图中：1、空心圆柱体温包，2、钢丝，3、多模光纤，4、引导光纤，5、光源，6、探测器，7、酒精。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

本实用新型包括空心圆柱体温包、金属丝、引导光纤、传感光纤。所述的空心圆柱体温包的外圆直径为A，内圆直径为a，长度为L，金属丝斜向紧贴绕置在空心圆柱体温包表面上，金属丝与空心圆柱体温包的轴向的夹角为θ₁，金属丝的直径为d；传感光纤均匀绕置在空心圆柱体温包表面上且与金属丝绕置方向相反，传感光纤与空心圆柱体温包的轴向的夹角为θ₂，传感光纤绕置圈数为n；所述的金属丝与传感光纤在空心圆柱体温包表面上形成n个交叉点。

实施例

如图1所示，本实用新型的强度解调型温度光纤传感器包括空心圆柱体温包1、钢丝2、多模光纤3、引导光纤4。空心圆柱体温包1为圆环形截面、质量均匀分布的长轴；空心圆柱体温包1采用空心铜柱，其外圆直径为5.2mm，内圆直径为5mm，长度为40mm,空心部分用酒精填充并密封。金属丝采用钢丝直径为0.05mm，钢丝与空心圆柱体温包的轴向呈45°用强力胶504粘贴在空心圆柱体温包表面上；多模光纤与空心圆柱体温包的轴向呈45°与钢丝绕置螺旋方向呈反向绕置在空心圆柱体温包表面上，光纤的两端用强力胶504 粘贴在空心圆柱体温包表面上；多模光纤的绕置圈数为6；钢丝与多模光纤在均质圆形转轴表面上形成6个交叉点。

如图2所示，光源5发出的光经引导光纤4传输到多模光纤3，被探测器6接收。当空心圆柱体温包1所处环境的温度未变化时，空心圆柱体温包1内部密闭系统的酒精7体积未发生改变，多模光纤3与钢丝2接触处由于未受到空心圆柱体温包1 的剪应变所以不会产生微弯。因此探测器6接收到的光的强度没有变化。

空心圆柱体温包1所处环境的温度发生变化时，空心圆柱体温包1内部密闭系统的酒精7体积发生微变，空心圆柱体温包1 因各处产生剪应变使多模光纤3 与钢丝2 接触处产生微弯。温度变化大小不同，多模光纤的微弯曲率脉冲峰值、宽度变化不同，由此造成透过多模光纤3的光功率损耗亦不同。这种温度的作用使得通过多模光纤的光强受到调制。通过测量多模光纤3微弯后其透射光强度的变化，就可以得到温度的测量值。

本实用新型中光纤的光路是完全密封的，温度传感器抗干扰能力强，适合在环境试验设备中进行温度校准；相比传统的温度传感器，采用多模光纤作为测量元件更易于实现温度校准的智能化。