[发明专利]一种基于马赫曾德干涉的光纤湿度检测装置

说明书

本发明公开了一种基于马赫曾德干涉的光纤湿度检测装置，按光路依次包括光源、第一反射镜、第二反射镜、10X物镜、光纤分束器、信号臂光纤、参考臂光纤、恒温恒湿箱、平台、CCD相机和监视屏，信号臂光纤包括石英光纤a和石英光纤b两根石英光纤，以及1根聚合物光纤，参考臂光纤包括石英光纤c。本发明降低了湿度传感器的响应时间测试结果稳定，不易受到电磁信号的干扰，可以实时监测特殊环境中的湿度，体积较小，制造简单且成本低廉，测试结果较精确。本发明主要应用于光学技术领域。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种基于马赫曾德干涉的光纤湿度检测装置。

背景技术

传统的湿度传感器主要有机械湿度计、红外光学吸收式湿度计、干湿球湿度计、镜面冷凝式湿度计和电子湿度计等。传统的湿度传感器存在着稳定性较差、容易受到电磁干扰、响应速度慢、耐腐蚀性差以及不能够对待测量进行实时布网式监测等缺点使其无法再在相对恶劣的环境中(例如高温高压、化学工业、核电站等)进行正常的湿度监控。而市面上现有的光纤湿度传感器大部分采用湿敏材料制作而成，将大大减小该类传感器的应用范围，同时由于湿敏材料的涂覆以及需要高精度的填充技术也会增加该类传感器的制作难度，使其制作工艺复杂化。由于湿敏材料的性质会随着环境温度的变化而产生相应的改变，因此环境温度的变化会对该类传感器的测量精度带来一定的影响，也增加了传感器的响应时间，从而导致传感器的响应速度变慢等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于马赫曾德干涉的光纤湿度检测装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种基于马赫曾德干涉的光纤湿度检测装置，包括：光源、第一反射镜、第二反射镜、10X物镜、光纤分束器、信号臂光纤、参考臂光纤、恒温恒湿箱、平台、CCD相机和监视屏，所述光源发射的光依次经过第一反射镜、第二反射镜、10X物镜和光纤分束器以后分成两束，一束光通过信号臂光纤，另一束光通过参考臂光纤，所述信号臂光纤的一部分和参考臂光纤的一部分设置于平台上，两束光通过平台上的信号臂光纤的输出端和参考臂光纤的输出端平行射出后进入CCD相机，在监视屏上形成干涉条纹，其特征在于，所述信号臂光纤包括石英光纤a和石英光纤b两根石英光纤，以及1根聚合物光纤，所述聚合物光纤的一端连接石英光纤a，所述聚合物光纤的另一端连接石英光纤b，所述参考臂光纤包括石英光纤c，所述聚合物光纤置于恒温恒湿箱中，所述石英光纤b的一部分和石英光纤c的一部分平行且互相靠近设置于平台上。

具体的，所述光源为He-Ne激光光源，波长为632.8nm。

具体的，所述信号臂光纤的制作方法为：

S1，取石英光纤a和石英光纤b，将石英光纤a和石英光纤b各自的一端都剥离n厘米长度的护套，n的取值范围为[10,20]厘米；

S2，将石英光纤a和石英光纤b的被剥离护套的一端的前端去掉m厘米长度的涂覆层，m的取值范围为[3,5]厘米，并把端面处理平整；

S3，将一根聚合物光纤置于烘箱中加热为48小时，加热温度为80℃，并将聚合物光纤的两端端面处理平整；

S4，将石英光纤a的被去掉m厘米长度的涂覆层的一端连接聚合物光纤的一端，并将石英光纤b的被去掉m厘米长度的涂覆层的一端连接聚合物光纤的另一端。

具体的，所述聚合物光纤被拉直后用紫外胶粘贴在恒温恒湿箱内的平台上，所述石英光纤b的一部分和石英光纤c的一部分平行且互相接近设置于平台上。

具体的，所述恒温恒湿箱中的温度为26℃。

具体的，调整信号臂光纤和参考臂光纤的输出端与CCD相机之间的距离，以调整干涉条纹间距。