[实用新型]一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和湿度传感器

说明书

本实用新型涉及一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和湿度传感器，宽带光源入射单模光纤、空芯光纤、琼脂、无芯光纤、出射单模光纤、光谱仪构成。当环境温度变化时，会引起空芯光纤的长度发生微小变化，从而导致法布里‑珀罗干涉光谱发生移动。当环境湿度发生变化时，导致琼脂折射率发生变化，会引起无芯光纤中的高阶模发生变化，从而导致模式干涉的光谱发生移动。该传感器具有灵敏度高，制造简单，成本低等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感器，尤其涉及一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和湿度传感器。

背景技术

温度和湿度测量在我们的日常生产活动中十分重要。随着光纤技术的发展，光纤传感器因其灵敏度高、抗电磁干扰、电绝缘性好、耐腐蚀、体积小、重量轻等优点被广泛应用。

测量温度的光纤传感器有很多种，例如分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等，测量湿度的光纤传感器也有很多种，例如氯化锂掺杂聚酰亚胺的光纤湿度传感器；但是其聚酰亚胺涂层需要将高纯度的氯化锂（LiCl）掺入聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸（PAA）中制成, 质量比LiCl：PAA为0.001~0.01，这个制备过程比较繁琐。再如基于螺旋游丝的光纤湿度传感器；但是其螺旋游丝敏感元件包括腔体，设置在腔体内的芯轴，螺旋方式绕在芯轴上的游丝，而且其内部还得按照一定方式连接，故结构比较复杂。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述产生的问题，满足实际的工作需求，提出一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和湿度传感器，该传感器具有灵敏度高，制造简单，成本低等优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和湿度传感器，包括宽带光源（1）、入射单模光纤（2）、空芯光纤（3）、琼脂（4）、无芯光纤（5）、出射单模光纤（6）、光谱仪（7）；宽带光源（1）的输出端与入射单模光纤（2）的左端连接，入射单模光纤（2）的右端与空芯光纤（3）的左端连接，无芯光纤（5）的右端与出射单模光纤（6）的左端连接，出射单模光纤（6）的右端与光谱仪（7）相连；其特征在于，空芯光纤（3）的右端与无芯光纤（5）的左端相连，无芯光纤（5）的外壁镀有琼脂（4）。

本实用新型所述的宽带光源（1），波长范围为1460nm-1620nm。

本实用新型所述的空芯光纤（3），其空芯直径是20μm，包层直径是125μm，长度为2mm。

本实用新型所述的无芯光纤（5），其空芯直径是125μm，长为10mm至20mm。

本实用新型所述的光谱仪（7），其最大的分辨率为10pm。

本实用新型的有益效果为：传感头仅需在光纤熔接机上制作，制造简单，成本低；传感头本身结构紧凑，强度高；传感头没有涉及危险药品，本征安全。

附图说明

下面结合附图及其具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的示意图；图中，1为宽带光源；2为入射单模光纤；3为空芯光纤；4为琼脂；5为无芯光纤；6为出射单模光纤；7为光谱仪。

具体实施方式

图1中，一种基于空芯光纤和无芯光纤的光纤温度和相对湿度传感器，包括（1）为宽带光源；（2）为入射单模光纤；（3）为空芯光纤；（4）为琼脂；（5）为无芯光纤；（6）为出射单模光纤；（7）为光谱仪构成；宽带光源（1）的输出端与入射单模光纤（2）的左端连接，入射单模光纤（2）的右端与空芯光纤（3）的左端连接，空芯光纤（3）的右端与无芯光纤（5）的左端连接，无芯光纤（5）的外壁镀有琼脂（4），无芯光纤（5）的右端与出射单模光纤（6）的左端连接，出射单模光纤（6）的右端与光谱仪（7）相连。