[发明专利]一种光纤温度传感器及测量系统和信号处理方法

说明书

本发明公开了一种光纤温度传感器及测量系统和信号处理方法，包括二根熔接在一起的晶体光纤，使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出，两根所述晶体光纤的外表面涂覆有改良型高分子温敏材料层，且改良型高分子温敏材料层包裹有聚酯防护层，本发明涉及传感器测量技术领域。该光纤温度传感器及测量系统和信号处理方法，可实现对光电探测器的光电转换处理进行改进，来使光电探测器能够捕捉微光信号，很好的达到了通过利用光信号增益处理方法，来使光电探测器能够更加精确测量的目的，实现了使光纤温度传感器使用的范围更加广泛，即使光电探测器接收到的光信号较弱，也能保证很好的检测精度。

技术领域

本发明涉及传感器测量技术领域，具体为一种光纤温度传感器及测量系统和信号处理方法。

背景技术

光纤温度传感器是利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理，分析光纤传输的光谱了解实时温度，其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性，它属于非接触式测温，光纤温度传感器种类很多，但概括起来按其工作原理可分为功能型和传输型两种，功能型光纤温度传感器是利用光纤的各种特性(相位、偏振、强度等)随温度变换的特点，进行温度测定，这类传感器尽管具有传、感合一的特点，但也增加了增敏和去敏的困难，传输型光纤温度传感器的光纤只是起到光信号传输的作用，以避开测温区域复杂的环境，对待测对象的调制功能是靠其他物理性质的敏感元件来实现的，这类传感器由于存在光纤与传感头的光耦合问题，增加了系统的复杂性，且对机械振动之类的干扰比较敏感。

目前的光纤温度传感器在使用时，大多是直接通过光电探测器进行接收和光电转换，然而，这样的光电探测器只能应用于一些不浑浊的待测气体或胶体，而对于一些检测环境恶劣或一些较为浑浊的气体或胶体测量环境中，普通的光电探测器接收到的光信号较弱，从而导致检测精度大大降低，不能实现对光电探测器的光电转换处理进行改进，来使光电探测器能够捕捉微光信号，无法达到通过利用光信号增益处理方法，来使光电探测器能够更加精确测量的目的，不能实现使光纤温度传感器使用的范围更加广泛，从而给光纤温度传感器的使用带来极大的不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光纤温度传感器及测量系统和信号处理方法，解决了现有的光电探测器只能应用于一些不浑浊的待测气体或胶体，而对于一些检测环境恶劣或一些较为浑浊的气体或胶体测量环境中，普通的光电探测器接收到的光信号较弱，从而导致检测精度大大降低，不能实现对光电探测器的光电转换处理进行改进，来使光电探测器能够捕捉微光信号，无法达到通过利用光信号增益处理方法，来使光电探测器能够更加精确测量的目的，不能实现使光纤温度传感器使用的范围更加广泛的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光纤温度传感器，包括二根熔接在一起的晶体光纤，使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出，两根所述晶体光纤的外表面涂覆有改良型高分子温敏材料层，且改良型高分子温敏材料层包裹有聚酯防护层。

优选的，两根所述晶体光纤均为高提纯处理工艺处理后的石英光纤，且石英光纤中铁、铜和铬的金属杂质含量降低至0.01-0.02％范围内。

优选的，所述改良型高分子温敏材料层的制备方法为将摩尔比为1-4％的交联剂BIS和单体NIPA溶解于去离子水中，搅拌，待全部溶解后，加引发剂过硫酸铵和加速剂焦亚硫酸钠，倒入玻璃模具中整个过程均在氮气保护下进行，待凝胶形成后，水洗，高温水浸泡，并每隔12小时换1次水，3天后将已处理好的水凝胶干燥，即可得到改良型高分子温敏材料层。