[发明专利]一种基于毛细管光纤与普通光纤熔接的探头式温度传感器

说明书

本发明提供了一种基于毛细管光纤与普通光纤熔接的探头式温度传感器，所述传感器包括宽带光源、第一连接光纤、循环器、第二连接光纤和光谱分析仪，所述宽带光源、所述第一连接光纤、所述循环器、所述第二连接光纤和所述光谱分析仪依次连接；所述循环器还依次连接有中段连接光纤和空芯毛细管光纤，所述中段连接光纤和所述空芯毛细管光纤通过熔接机熔接，所述空芯毛细管光纤端面镀有反射层。相比其他温度传感器，本发明提供的温度传感器利用的是单模光纤、毛细管光纤对外界温度变化的灵敏特性以及不同外界温度会使透射谱发生偏移，具有结构简单、体积小、响应速度快、灵敏度高、安全可靠等诸多优点。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于毛细管光纤与普通光纤熔接的探头式温度传感器。

背景技术

光纤传感器具各重量轻，体积小，灵敏度高，抗电磁干扰等化势，但早期的光纤传感器也存在一些弊端，例如部分器件稳定性不好，且灵敏度不高，还有一些器件制作成本高，制作程序繁杂等。为了解决这些问题，开展了很多相关的研究，并取得了一些较好的解决办法，使光纤传感器在各个领域得到了实际应用，如土木工程，环境工程，电力，临床医学，航空航天等。

光纤测温是 20 世纪 70 年代发展起来的一门新兴测温技术， 与传统的温度传感器相比具有很多优点:动态范围大、灵敏度高，响应快、抗电磁干扰、易被各种光探测器件接收, 可方便地进行光电或电光转换, 易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配,是一种低损耗传输线, 光纤本身不带电, 体积小质量轻， 易弯曲，抗辐射性能好,特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用等，因而受到了广泛地重视。目前光纤温度传感器的研究分为传光型和传感型，其调制方式可以是强度调制、相位调制、频率调制和波长调制，根据调制原理有相干型和非相干型两类。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种基于毛细管光纤与普通光纤熔接的探头式温度传感器，所述传感器包括宽带光源、第一连接光纤、循环器、第二连接光纤和光谱分析仪，所述宽带光源、所述第一连接光纤、所述循环器、所述第二连接光纤和所述光谱分析仪依次连接；所述循环器还依次连接有中段连接光纤和空芯毛细管光纤，所述中段连接光纤和所述空芯毛细管光纤通过熔接机熔接，所述空芯毛细管光纤端面镀有反射层。

其中，所述空芯毛细管光纤的外径为100~150μm。

其中，所述空芯毛细管光纤中空部分的直径为5~40μm。

其中，所述探头长度为熔接点到反射层的距离。

其中，所述探头的长度为1~5cm。

其中，所述第一连接光纤和所述第二连接光纤均为单模光纤。

其中，所述中段连接光纤为单模光纤。

本发明第二方面提供了一种基于毛细管光纤与普通光纤熔接的探头式温度传感器的制作方法，包括以下步骤：

A、分别取三段单模光纤作为第一连接光纤、第二连接光纤和中段连接光纤，将所述中段连接光纤与空芯毛细管光纤通过熔接机进行熔接，再在所述空芯毛细管光纤端面镀上反射层，形成光纤探头式传感器；

B、将所述第一连接光纤与宽带光源连接，所述第二连接光纤与光谱分析仪连接，所述第一连接光纤与所述第二连接光纤通过循环器连接，所述循环器再依次连接所述中段连接光纤和所述空芯毛细管光纤；使所述宽带光源发出的光依次通过所述第一连接光纤、所述循环器、所述中段连接光纤、所述空芯毛细管光纤、再通过所述反射层反射回到所述循环器、第二连接光纤，到达光谱分析仪。

其中，所述空芯毛细管光纤的外径为100~150μm，所述空芯毛细管光纤中空部分的直径为5~40μm。

其中，所述光纤探头的长度为1~5cm。