[实用新型]基于细芯光纤和标准单模光纤级联的两点海水温度传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于细芯光纤和标准单模光纤级联的两点海水温度传感器，包括依次相连的第一单模光纤、第一细芯单模光纤和第二单模光纤，所述第一细芯单模光纤的前端与第一单模光纤的后端错位地熔接在一起，所述第一细芯单模光纤的后端与第二单模光纤的前端无错位地熔接在一起。所述第二单模光纤的后端依次无错位熔接有第二细芯单模光纤和第三单模光纤。本实用新型能够对准连续两点海水温度进行测量，且测量准确灵敏度高，可重复性好，在一定范围内两个测温点距离可调。

技术领域

本实用新型属于应变检测技术领域，具体涉及一种基于细芯光纤和标准单模光纤级联的准连续两点海水温度传感器。

背景技术

海水的温度通常是作为对海洋气候冷热性能响应的一个物理量，同时也是海水的一个重要特征。因此，海水的温度变化研究在海洋科学的研究上占有十分重要的地位。研究海水温度的变化，既是海洋学的一个重要研究内容，也对气候变化、海洋科学、海洋渔业和水声科学等学科的发展具有非常重要的意义。以往的研究多集中在大的空间尺度的过程，对海洋参数的空间分辨率要求不高。然而，随着对海洋的深入调查，人们发现许多参数在很小的空间范围内发生变化，这可能与大规模的海洋现象有着紧密的关联，如小范围内温度的分布及其变化能够反映海‐气相互作用和湍流混合过程发生的热量交换和物质循环。另外，内波中分层现象在层界面上的温度盐度也大不相同。因此，测量海水中两个或多个准连续点的温度将有可能揭示海气相互作用中发生热交换和物质循环的机制，为精细化海洋研究提供有价值的参考，而要实现准连续两点测温往往需要探测方法有小于厘米量级的空间分辨率和多点同步测量的能力。

目前，最常用的测量海水温度的方法，主要有热敏电阻，热电偶传感器测温和卫星遥感测温等方法。但这些测量方法都有一定的局限性：热敏电阻传感器测温需要定期清洗以保证其测量的准确性；热电偶测量精度只能达到参考接合点温度的测量精度，一般在1℃至2℃内；卫星遥感测温需要依靠卫星，对接收技术和硬软件要求较大，且电磁波不能穿透海面，测量精度不高。

与上述典型的海水温度检测方法相比，光纤由于自身体积微小，整个器件尺寸也较小的优势，更适合用于解决这个问题。全光纤传感器测温的原理为根据海水的折射率和海水温度关系，结合光纤材料的热光系数，应用经验公式计算即可得到较为准确的海水温度值，方便在线检测，且对海水不造成任何二次污染，因此受到广泛关注。目前报道的海水温度全光纤传感器主要有光纤光栅、锥形光纤和微光纤环形谐振腔等，这些传感器均具有特殊的结构，需要复杂的制备过程，而且有的传感器结构比较脆弱，且灵敏度也不是很高。最近报道的基于空心多模干涉传感器具有较高的测量灵敏度，也可以应用于海水温度的测量，但是其成本较高，传感器制备工艺也较为复杂，因此限制了其使用。