[发明专利]一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器

说明书

本发明公开了一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器，由宽带光源，第一1×3光纤耦合器，第一啁啾光纤光栅，第一湿度传感器,第二啁啾光纤光栅,第二湿度传感器，第三啁啾光纤光栅，第三湿度传感器,第二1×3光纤耦合器,光谱仪组成。每一个湿度传感器都镀上了湿敏膜，具体使用高吸水性树脂材料。由于该材料良好的亲水性，把它镀在光纤湿度传感器上最终能够得到较好的湿度传感效果。具体使用的时候，当某一个传感器周围的湿度发生变化，空气中的水分子结合到高吸水性树脂中，改变了湿敏膜的有效折射率，该传感器就会引起光谱变化。通过观察光谱仪器中哪个波段的光谱发生的变化，可以分辨出是哪个位置的传感器周围的湿度发生了变化。

技术领域

本发明属于光纤湿度传感技术领域，具体涉及一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器技术领域。

背景技术

光纤传感器由于其设计灵活、抗电磁干扰强等优点被广大科研工作者关注。近些年来，有光纤湿度传感器在各大期刊上被推出，其中大部分科研工作者的着力点都在改进或者提出新的干涉结构，又或者寻找新的材料来构成湿敏膜。但是，大多数光纤湿度传感器不具有测量多个点位的湿度的能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器，通过观察光谱仪上的不同波长的光谱变化来对空间不同位置的湿度进行检测，该结构易于集成，便于实现。

本发明通过以下技术方案实现：一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器，由宽带光源（1），第一1×3光纤耦合器（2），第一啁啾光纤光栅（3），第一湿度传感器（7）, 第二啁啾光纤光栅（8）, 第二湿度传感器（12），第三啁啾光纤光栅（13），第三湿度传感器（17）,第二1×3光纤耦合器（18）,光谱仪（19）组成，第一湿度传感器（7）由第一蝶形锥（4），第二蝶形锥（5）和第一湿度膜（6）构成，其中第一湿度膜（6）具体使用高吸水性树脂材料；第二湿度传感器（12）由第三蝶形锥（9），第四蝶形锥（10）和第二湿度膜（11）构成，其中第二湿度膜（11）具体使用高吸水性树脂材料，第二湿度膜（11）采用激光刻蚀法刻写成网纹状；第三湿度传感器（17）由第五蝶形锥（14），第六蝶形锥（15）和第三湿度膜（16）构成，其中第三湿度膜（16）具体使用高吸水性树脂材料；其特征在于：宽带光源（1）的右端与第一1×3光纤耦合器（2）的左端用传输光纤相连，第一1×3光纤耦合器（2）的端口1与第一啁啾光纤光栅（3）的左端相连，第一啁啾光纤光栅（3）的右端第一湿度传感器（7）的左端相连, 第一湿度传感器（7）的右端与第二1×3光纤耦合器（18）的端口1相连，第一1×3光纤耦合器（2）的端口2与第二啁啾光纤光栅（8）的左端相连，第二啁啾光纤光栅（8）的右端第二湿度传感器（12）的左端相连, 第二湿度传感器（12）的右端与第二1×3光纤耦合器（18）的端口2相连，第一1×3光纤耦合器（2）的端口3与第三啁啾光纤光栅（13）的左端相连，第三啁啾光纤光栅（13）的右端第三湿度传感器（17）的左端相连, 第三湿度传感器（17）的右端与第二1×3光纤耦合器（18）的端口3相连，第二1×3光纤耦合器（18）的右端与光谱仪（19）相连。

本发明的工作原理是：宽带光源（1）发出的光经过第一1×3光纤耦合器（2）后分成能量比1：1：1的三束光分别进入端口1、端口2、端口3中，从端口1出来的光进入第一啁啾光纤光栅（3），第一啁啾光纤光栅（3）选择1480nm-1520nm波段的光透过。使得第一湿度传感器（7）产生的透射光谱只会显示1480nm-1520nm波段之间的光谱。从端口2出来的光进入第二啁啾光纤光栅（8），第二啁啾光纤光栅（8）选择1520nm-1550nm波段的光透过。使得第二湿度传感器（12）产生的透射光谱只会显示1520nm-1550nm波段之间的光谱。从端口3出来的光进入第三啁啾光纤光栅（13），第三啁啾光纤光栅（13）选择1550nm-1570nm波段的光透过。使得第三湿度传感器（17）产生的透射光谱只会显示1550nm-1570nm波段之间的光谱。第一湿度传感器（7），第二湿度传感器（12），第三湿度传感器（17）的光谱经过第二1×3光纤耦合器（18）后整合成一个新的光谱，由光谱仪（19）接收光谱。