[发明专利]一种荧光光纤温度传感器的光电转换结构

说明书

本发明提供了一种荧光光纤温度传感器的光电转换结构，包括一基板，所述基板上设置有孔洞，在所述基板上侧的孔洞上设置有桥，所述桥上设置有一光发射器件，其中，在所述基板下侧的孔洞处设置有光电转换器件，其中，在所述孔洞上方设置有一光纤，所述光纤一端间隔所述孔洞上方设置，另一端连接荧光材料，其通过利用激励光通过光纤照到荧光材料上并发射出荧光，荧光通过同一光纤照射在基板孔上，再通过滤光器件被光电转换装置接收并转化为电信号，最终利用测得的荧光信号推算出对应温度，本发明结构简单、功能强大、灵敏度高、受光面积大、耦合效率高、热干扰小。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域和集成优化设计技术领域，尤其是一种荧光光纤温度传感器的光电转换结构。

背景技术

在测量科学和工业控制过程中，温度是最重要的被测参数之一。它在许多应用领域有重要的作用，热力学、流体力学、物理、化学、宇航等学科中所研究的基本规律都与温度有密切关系。温度传感器有着广泛的应用，多年来一直是研究的重点和热点。目前，在工业部门中，大功率电器设备关键部件的温升和易燃、易爆、强腐蚀环境下的温度检测等等，都遇到了电磁波对温度信息的强烈干扰。测量这类对象的温度，用光纤温度传感器有其独特的优点。荧光光纤温度传感器因为其可靠性高、绝缘性能好、抗电磁干扰强、重复性好、响应速度快等诸多优点，受到人们的广泛关注，并解决了长期以来困扰相关行业在高电压、电磁干扰和化学腐蚀等特殊工业环境下的温度监测技术难题，也慢慢成为了进行温度测量的最佳手段。

荧光光纤温度传感器利用荧光物质的荧光光谱随温度的变化特性制成了光纤荧光温度传感器，通常情况下荧光光纤温度传感器由一种带有感温荧光材料探头的光纤、一个光发射和光电转换装置组成，而目前市场上的荧光光纤温度传感器还是存在较多缺点，如美国专利US5470155，光发射器发射出的激励光通过半透半反镜照到光纤的荧光材料上，荧光材料吸收激励光并发射出与温度有关的荧光，荧光通过半透半反镜被光电转换装置接收并转化为电信号。光发射和光电转换装置在空间上分离，不仅体积较大，不易集成小型化，而且光纤与光发射和光电转换装置需要分别对准，这样影响了温度测量的准确性，而美国的另一个专利US8308357中，将光发射和光电转换装置平行地放在同一框架内，使得器件小型化，光纤只需与框架对准一次。然而，当光发射和光电转换装置封装在一起时，光发射器件会对光电转换装置产生极大的影响，如由光发射器件的自热效应产生的热干扰。平行放置的光发射和光电转换装置无法与光纤端面中心同时对准，光发射装置和光纤的耦合效率差，光电转换装置的受光面少，荧光光纤温度传感器的灵敏度低。

因此，目前市场上并没有一种能够解决上述技术问题的，一种设计简单，灵敏度高、受光面积大、耦合效率高、热干扰小，将光发射器件和光电转换器分开放置在一开孔基板两端的光电转换结构，具体地，并没有一种荧光光纤温度传感器的光电转换结构。

发明内容

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种荧光光纤温度传感器的光电转换结构，包括一基板，所述基板上设置有孔洞，在所述基板上侧的孔洞上设置有桥，所述桥上设置有一光发射器件，其中，

在所述基板下侧的孔洞处设置有光电转换器件，其中，

在所述孔洞上方设置有一光纤，所述光纤一端间隔所述孔洞上方设置，另一端连接荧光材料。

优选地，还包括一滤光器件，所述滤光器件设置在所述光发射器件与所述光电转换器件之间。

优选地，其特征在于，还包括一填充材料，所述填充材料填充在所述孔洞中。

优选地，其特征在于，所述填充材料为聚酰亚胺。

优选地，还包括一驱动电路，所述驱动电路为所述光发射器件提供驱动信号。

优选地，所述驱动电路设置在所述基板的上方、下方或者内部。

优选地，还包括一处理电路，所述处理电路在工作状态下检测光电转换器件测得的荧光信号。