[实用新型]一种高效FBG高温传感器

说明书

本实用新型提供了一种高效FBG高温传感器，该传感器包括：光纤，从传感器内部并行穿过，所述光纤上沿光纤轴向设有用于测温的第一增敏FBG和用于温度补偿的第二增敏FBG；保温隔热层，能较好地保护栅区，减弱高温对光栅带来的不利影响；热双金属片，其为传感器主要的感温动力源构件。本实用新型一种高效FBG高温传感器能够满足各种高温工况下的温度监测，并且非常小巧，制作简便，组网性能好，能较好地建立高温监测网。本实用新型能满足能源开采、航天航空以及土建消防等领域大部分的高温监测工况，具有较高的可靠度。

技术领域

本实用新型涉及高温监测设备领域，具体涉及一种高效FBG高温传感器。

背景技术

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。自光纤传感器诞生以来，因为其抗电磁干扰、本质安全、体积小、质量轻及易于嵌入材料内部等优点，它在很多传统的传感领域广泛应用。

深空的高温以及强电磁干扰等恶劣环境在飞行器服役期间会对它造成不可估量的伤害。所以，在这种恶劣环境中对对飞行器的可靠度研究成为了一个重点。随着含航天燃料的变革，飞行器燃料箱的工作过程处于高温状态，整个结构部件是处于高温工作的过程。

光纤传感器作为传感领域的佼佼者，为保证人身以及财产安全，对这种恶劣环境特别是高温环境的有效实时监测是十分必要的。石油化工是能源产业的主力军。石油化工在国民经济中的众多领域都是不可替代的，石油化工产业是国民经济中非常重要一项产业。在其生产过程中，一般作业都处于高温的环境下，并且石油产品都是易燃易爆品，一旦发生火灾爆炸事故，就会造成大损失。随着石油化工行业的迅速发展，对其安全健康监测是十分重要的。

传统的FBG温度传感器工作原理是当外界温度发生变化时，布拉格光栅会发生非常灵敏的变化，从而反射回异于标定波长的光。但是在温度越高时，反射光功率变小的FBG衰退现象就会越来越明显。FBG在制作过程中，载体跃迁分布到具有不同能量的能级，能级越高时发生衰退需要的能量越高。温度越高，维持跃迁状态的载体数目越少，衰退越严重，而当温度过高超过阈值时，反射光功率变为零。

在集成度与组网方面，FBG有着很明显的优势。光纤光栅因为其体积非常小的特点，每个探点仅利用相当少的光源分量，可以让绝大部分光都透过并继续传播。一根光纤上可以最多同时使用30个光栅，传输距离超过45km，这一特点给组网带来巨大便利。同时波分复用等技术的使用，也提高了这一技术的可行性。总得来说，FBG在大范围多节点的测量中具有很大的优势。

目前已有的FBG温度传感器技术相对已经比较成熟了，但是在高温领域，它还存在灵敏度低、可靠度低、精度低等缺陷。特别是在航天等高新技术领域，传统的传感器由于功能与体型过大等非功能方面的不足，已经无法满足行业需求，所以急需要开发出一种高精度的传感器。针对航天与热井油田等领域的高温工况，FBG的先天优势让它在这种工况下具备这种高精度的传感能力。

实用新型内容

针对现有的FBG温度传感器的不足，本实用新型的目的在于提供一种高效FBG高温传感器，该传感器能够在高温环境中具有比较高的灵敏度，并且在阈值内具有很好的线性度，能满足能源、航天等领域大部分的高温监测工况。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高效FBG高温传感器，包括：

并列设置的第一光纤和第二光纤，其中，

所述第一光纤上沿光纤轴向设有用于测温的第一增敏FBG；

所述第二光纤上沿光纤轴向设有用于温度补偿的第二增敏FBG；

封装外壳，套设在所述第一光纤和第二光纤的外部，包括：

沿所述光纤轴向同轴设置地第一封装外壳和第二封装外壳，其中，