[发明专利]一种光纤温度传感探头及解调方法

权利要求书

1.一种光纤温度传感探头，其特征在于，包括：第一单模光纤(1)、空心光纤(2)、第二单模光纤(3)、陶瓷插芯(4)以及紫外胶(7)；

所述空心光纤(2)的一端与所述第一单模光纤(1)的一端熔接在一起，且所述空心光纤(2)的另一端与所述第二单模光纤(3)的一端熔接在一起，从而由所述第一单模光纤(1)一端的端面、所述第二单模光纤(3)一端的端面以及两端面之间的空气介质构成参考法布里-珀罗干涉仪；

所述第二单模光纤(3)的另一端插入所述陶瓷插芯(4)的一端，所述紫外胶(7)充入所述陶瓷插芯(4)的另一端，且在所述陶瓷插芯(4)内，所述第二单模光纤(3)另一端的端面与所述紫外胶(7)的端面存在一定间隔，从而由所述第二单模光纤(3)另一端的端面、所述紫外胶(7)的端面以及两端面之间的空气介质构成传感法布里-珀罗干涉仪；

所述参考法布里-珀罗干涉仪与所述传感法布里-珀罗干涉仪级联形成游标效应，从而提高温度探测的灵敏度。

2.如权利要求1所述的光纤温度传感探头，其特征在于，所述参考法布里-珀罗干涉仪与所述传感法布里-珀罗干涉仪的初始腔长的差值同时满足如下条件：采集所述光纤温度传感探头的反射光谱时，反射光谱下包络的周期大小不会超过采集装置的观测范围；基于所述参考法布里-珀罗干涉仪与所述传感法布里-珀罗干涉仪之间的游标效应探测温度时，探测灵敏度高于预设的灵敏度阈值。

3.如权利要求1所述的光纤温度传感探头，其特征在于，所述陶瓷插芯(4)一端的缝隙处涂有胶粘剂，以使得所述第二单模光纤(3)与所述陶瓷插芯(4)的相对位置固定。

4.如权利要求1所述的光纤温度传感探头，其特征在于，所述陶瓷插芯(4)一端的端面为喇叭形，以便于所述第二单模光纤(3)的另一端插入。

5.如权利要求1所述的光纤温度传感探头，其特征在于，所述陶瓷插芯(4)的内径与所述第二单模光纤(3)的包层直径相等。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的光纤温度传感探头的解调方法，其特征在于，包括如下步骤：

(S1)经所述第一单模光纤(1)的另一端输入宽谱光，并采集被测温度下所述光纤温度传感探头的第一反射光谱；

(S2)对所述第一反射光谱的下包络进行拟合，得到第一包络函数；

对第一反射光谱的下包络进行拟合的拟合函数为：R_e＝A+B cos[4πn(L_r-L_s)/λ]，其中，n表示空气的折射率，λ表示波长，A表示反射光谱的强度，B表示反射光谱的对比度，L_r和L_s分别为同一温度下参考法布里-珀罗干涉仪和传感法布里-珀罗干涉仪的腔长；

(S3)获得所述第一包络函数的极小值点所对应的第一波长；

(S4)根据温度与波长的关系函数解调出所述第一波长所对应的被测温度。

7.如权利要求6所述的解调方法，其特征在于，所述步骤(S4)中，温度与波长的关系函数的获取方法包括：

(T1)设定测试温度；

(T2)经所述第一单模光纤(1)的另一端输入宽谱光，并采集所述测试温度下所述光纤温度传感探头的第二反射光谱；

(T3)对所述第二反射光谱的下包络进行拟合，得到第二包络函数；

(T4)获得所述第二包络函数的极小值点所对应的第二波长，由此得到一组温度与波长的对应关系；

(T5)改变所述测试温度，并转入步骤(T2)；

(T6)重复步骤(T2)～(T5)多次，得到多组不同的温度与波长的对应关系；

(T7)对所获得的多组不同的温度与波长的对应关系进行回归分析，由此得到温度与波长的关系函数。

8.如权利要求7所述的解调方法，其特征在于，所述步骤(T7)中，所采用的回归分析为线性回归分析。