[发明专利]基于金属纳米槽结构的温度传感器及系统

说明书

本发明涉及基于金属纳米槽结构的温度传感器及系统，主要涉及温度检测领域。该温度传感器包括：光纤、二硫化钼层、支撑层、金属纳米槽结构；金属纳米槽结构包括多个第一金属块、多个第二金属块和多个热膨胀块，当外界温度变化时，该金属纳米槽结构的多个热膨胀块体积发生改变，进而改变该金属纳米槽结构的结构发生改变，改变该温度传感器对激光的吸收情况，通过光谱仪对该光纤出射的激光的光强进行检测，得到该温度传感器在待测温度的影响下对激光的吸收情况，并计算得到该测量待测温度前后该温度传感器的出射激光光强变化情况，通过该温度传感器的出射激光光强变化情况与待测温度的对应关系，得到待测温度。

技术领域

本发明涉及温度检测领域，主要涉及基于金属纳米槽结构的温度传感器及系统。

背景技术

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

热电阻的温度传感器的检测原理是利用金属随着温度变化，其电阻值也发生变化，通过测量电阻，并通过电阻与温度的关系完成对温度的测量，热电偶温度传感器由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。

由于热电阻温度传感器和热电偶温度传感器均需要通过将温度传感器内部的金属进行加热，金属在加热的过程中吸收一定的热量，使得该热电阻温度传感器和热电偶温度传感器对温度的测量存在较大误差。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于金属纳米槽结构的温度传感器及系统，以解决现有技术中热电阻温度传感器和热电偶温度传感器均需要通过将温度传感器内部的金属进行加热，金属在加热的过程中吸收一定的热量，使得该热电阻温度传感器和热电偶温度传感器对温度的测量存在较大误差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于金属纳米槽结构的温度传感器，温度传感器包括：光纤、二硫化钼层、支撑层、金属纳米槽结构；光纤的一端设置有二硫化钼层，二硫化钼层远离光纤的一侧设置有支撑层，金属纳米槽结构设置在支撑层远离二硫化钼层的一侧，金属纳米槽结构包括多个第一金属块、多个第二金属块和多个热膨胀块，其中，每个第一金属块内部对应设置一个热膨胀块，每个第一金属块的一侧设置一个第二金属块，第一金属块、第二金属块和热膨胀块周期设置构成金属纳米结构，且第一金属块的高度高于第二金属块，第一金属块突出于第二金属块的一端与支撑部远离二硫化钼层的一侧连接，热膨胀块的材料为热膨胀材料。

可选地，该支撑部的材料为二氧化硅玻璃。

可选地，该第一金属块和第二金属块的材料为贵金属。

可选地，该第一金属块和第二金属块的材料为银。

可选地，该支撑部的材料为透明的热膨胀材料。

可选地，该温度传感器还包括聚焦透镜，聚焦透镜设置在二硫化钼层远离支撑部的一侧。

可选地，该聚焦透镜为透镜组。

第二方面，本申请提供一种基于金属纳米槽结构的温度传感系统，温度传感系统包括：光源、光谱仪和第一方面任意一项的温度传感器，光源和光谱仪均设置在光纤远离二硫化钼层的一端，光源用于产生光，光谱仪用于检测温度传感器的反射光的光强。

本发明的有益效果是：