[实用新型]温度补偿式光纤法布里珀罗高温压力传感器

说明书

一种温度补偿式光纤法布里珀罗高温压力传感器，单模光纤的几何形状为第一圆柱和圆台及第二圆柱的组合体，第一圆柱外径与圆台小端外径相同，第二圆柱外径与圆台大端外径相同，单模光纤第一圆柱段的纤芯上刻有热再生光栅，单模光纤第一圆柱段从刚玉管的一端伸入到刚玉管内并用耐高温胶固定，使热再生光栅位于刚玉管内，空心光纤的一端从刚玉管的另一端伸入到刚玉管内并用耐高温胶固定，空心光纤的端面与单模光纤第一圆柱段端面之间留有间隙形成法布里珀罗干涉腔，空心光纤另一端面加工为斜面。本实用新型具有低成本、制作简单、耐高温等优点，解决了高温环境中的温度‑压力的区分测量的问题，可应用于高温环境中的压力监测。

技术领域

本实用新型属于光纤传感器技术领域，具体涉及到一种温度补偿式光纤法布里珀罗高温压力传感器。

背景技术

航空发动机是一种将化学能转化为机械能，形成高速射流排出而产生推力的机器，既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，航空发动机作为现代工业“皇冠上的明珠”，是一个国家国防科技工业的重要标志。航空发动机工作时，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人类有史以来最复杂最精密的工业产品，因此造成了巨大的设计与制造难度。航空发发动机在实际运行过程中各部件的运行情况的实时监测，往往是判断发动机安全性、可靠性和实际工作性能的重要依据。光纤高温压力传感器作为压力监测传感器的后起之秀，与其他技术相比，光纤传感器有不可比拟的优点。光纤是非电导体，适合电磁干扰的环境；光纤是二氧化硅制成，适合高温环境；光纤测量可实现非接触测量，适合在结构表面安装或内嵌到结构体内部，对被测结构的影响小，对测量结果的反映更加真实；光纤体积小、质量轻，便于安装；光纤传感器具有温度压力响应速度快、温度和压力测量线性度好等特点。近几年来，随着光纤技术的发展，针对航空发动机对传感器测量精度、响应速度等要求较高的特点，将光纤高温压力传感器应用于航空发动机温度、压力的监测对航空发动机发展具有深远意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、制作简单、成本低、对高温环境中的温度和压力区分测量的温度补偿式光纤法布里珀罗高温压力传感器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：单模光纤的几何形状为第一圆柱和圆台及第二圆柱的组合体，第一圆柱外径与圆台小端外径相同，第二圆柱外径与圆台大端外径相同，单模光纤第一圆柱段的纤芯上刻有热再生光栅，单模光纤第一圆柱段从刚玉管的一端伸入到刚玉管内并用耐高温胶固定，使热再生光栅位于刚玉管内，空心光纤的一端从刚玉管的另一端伸入到刚玉管内并用耐高温胶固定，空心光纤的端面与单模光纤第一圆柱段端面之间留有间隙形成法布里珀罗干涉腔，空心光纤另一端面加工为斜面。

作为一种优选的技术方案，所述的空心光纤的端面与单模光纤第一圆柱段端面之间间隙宽度为15μm～80μm。

作为一种优选的技术方案，所述的单模光纤纤芯直径为8.2μm、第一圆柱外径为80μm～100μm。

作为一种优选的技术方案，所述的空心光纤内径为5μm～40μm、外径为110μm～130μm。

作为一种优选的技术方案，所述的热再生光栅的栅区长度为5～15mm，中心波长为1553nm。

作为一种优选的技术方案，所述的刚玉管的内径为150μm～200μm、外径为300μm～500μm。

作为一种优选的技术方案，所述的刚玉管还可以是蓝宝石管。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型将单模光纤第一圆柱段通过高温胶封装在刚玉管内，刚玉管一端与空心光纤通过高温胶粘接，嵌套在刚玉管内部的空心光纤端面与单模光纤第一圆柱段端面之间留有一定的间距，从而形成布里珀罗干涉腔；在单模光纤第一圆柱段纤芯上刻写热再生光栅，本实用新型具有低成本、制作简单、耐高温等优点，解决了高温环境中的温度-压力的区分测量的问题，可应用于高温环境中的压力监测。