[发明专利]基于双毛细管封装光纤温度压力传感器

说明书

一种基于双毛细管封装光纤温度压力传感器，第一毛细玻璃管内用高温胶密封封装有单模光纤，单模光纤的纤芯上刻写有第一热再生光栅，单模光纤两端伸出第一毛细玻璃管外，其中一端熔接有光子晶体光纤，光子晶体光纤上套设有第二毛细玻璃管，位于第二毛细玻璃管内光子晶体光纤纤芯上刻写有第二热再生光栅，第一毛细玻璃管靠近光子晶体光纤的一端套嵌在第二毛细玻璃管内，第一毛细玻璃管与第二毛细玻璃管之间用高温胶密封固定。本发明克服传统电学类测量方式需要分别测量且无法长时间在高温环境下精确测量的局限性，具有体积更小更适合在密封狭窄的结构元件内监测的优点。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及到一种基于双毛细管封装光纤温度压力传感器。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器(如：汽油发动机、航空发动机)。以航空发动机为例，其工作时，内部通常包括高温、高压、并伴随着高负荷、高转速剧烈振动，是涉及多学科的综合性系统工程，因此造成了巨大的设计与制造难度。随着发动机向高推重比、高涵道比、高涡轮进口温度方向发展，发动机热端部件的工作温度越来越高，发动机的机体表面温度在50～600℃之间，而燃烧室中的燃气温度已超过1650℃。众所周知，确定被检对象在实际运行过程中热变化程度和异常过热，往往是判断其可靠性和实际工作性能的重要依据。发动机的各部组件在设计与制造过程中，长时间运行测试，在不同的极端高温、高压环境中工作存在易燃易爆的危险，因此，对生产过程中的设备的检测与监测是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、结构简单、体积小、能够长期在高温压力环境下连续准确区分测量温度和压力的基于双毛细管封装光纤温度压力传感器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于双毛细管封装光纤温度压力传感器，第一毛细玻璃管内用高温胶密封封装有单模光纤，单模光纤的纤芯上刻写有第一热再生光栅，单模光纤两端伸出第一毛细玻璃管外，其中一端熔接有光子晶体光纤，光子晶体光纤上套设有第二毛细玻璃管，位于第二毛细玻璃管内光子晶体光纤纤芯上刻写有第二热再生光栅，第一毛细玻璃管靠近光子晶体光纤的一端套嵌在第二毛细玻璃管内，第一毛细玻璃管与第二毛细玻璃管之间用高温胶密封固定。

作为一种优选的技术方案，所述的第一热再生光栅与第二热再生光栅的栅区长度相等，两栅区之间距离为2～3cm，所述第一热再生光栅的中心波长＞第二热再生光栅的中心波长。

作为一种优选的技术方案，所述的第一热再生光栅的栅区长度为5～15mm、中心波长为1533～1573nm，所述的第一热再生光栅的中心波长与第二热再生光栅的中心波长差为3～10nm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一毛细玻璃管外径与第二毛细玻璃管内径之差为40～60μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一毛细玻璃管长度为1～3cm、内径为150～200μm、外径为258～300μm，所述的第二毛细玻璃管长度为2～4cm、内径为318～368μm、外径为449～499μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一毛细玻璃管和第二毛细玻璃管均为石英毛细玻璃管或硼硅玻璃毛细管。

作为一种优选的技术方案，所述的第一毛细玻璃管和第二毛细玻璃管还可以是蓝宝石晶体毛细管。

作为一种优选的技术方案，所述的光子晶体光纤为柚子型光子晶体光纤，所述的柚子型光子晶体光纤的包层直径为125μm，纤芯为不规则六边形，纤芯周围环绕有6个均匀分布的气孔a相邻两气孔的孔心距为7.7μm，所述的气孔横向孔径为19.7μm、纵向孔径为15μm。

作为一种优选的技术方案，所述的单模光纤为石英光纤。

作为一种优选的技术方案，所述的单模光纤还可以是蓝宝石光纤或光子晶体光纤。

本发明的有益效果如下: