[发明专利]基于MEMS微型气室的原级温度计及其测量方法

说明书

本申请涉及一种基于MEMS微型气室的原级温度计及其测量方法。基于MEMS微型气室的原级温度计包括激光输出模块、微型气室、反射结构、光电探测模块以及温度计算模块。激光输出模块用于控制输出入射光。微型气室设置于入射光的光路上。硅结构设置于第一层玻璃与第二层玻璃之间。入射光入射至第一层玻璃，并经过通孔入射至第二层玻璃。反射结构设置于第二层玻璃远离硅结构的表面，用于将经第二层玻璃的入射光进行反射，形成反射光。光电探测模块设置于反射光的光路上，用于对反射光进行探测，并将反射光的光信号转换成电信号。温度计算模块与光电探测模块电连接，用于获取电信号，并根据电信号计算温度。

技术领域

本申请涉及温度传感与计量领域，特别是涉及一种基于MEMS微型气室的原级温度计及其测量方法。

背景技术

温度是国际单位制中七个基本物理量之一，是计量测试领域重要的测量参数。温度在工业、农业、医学等各个领域均有着重要的影响，高精确度和高准确度的温度测量是人类一直以来的目标。现行温度测量需要依据温度标准实现，温标包含固定点、内插仪器、内插方法。

当前的商用温度传感器均采用的90国际协议温标，长期使用过程中，由于存在漂移的问题，需要定期到计量测试机构分度校准。这一过程限制了温度传感器的应用场景，亟需实现长周期、免标定的温度传感器。

传统的温度计的测温原理均非原级传感方法。传统的温度计的温度传感基于协议温标，需要一定温度属性的测温介质。但是，该介质的温度特性会随环境和时间的变化产生漂移，导致传统的温度计需要定期重新标定和校准，使得测量准确度偏低，影响其长期在线使用能力。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于MEMS微型气室的原级温度计及其测量方法。

本申请提供一种基于MEMS微型气室的原级温度计。所述基于MEMS微型气室的原级温度计包括激光输出模块、微型气室、反射结构、光电探测模块以及温度计算模块。

所述激光输出模块用于控制输出入射光。所述微型气室设置于所述入射光的光路上。所述微型气室包括第一层玻璃、第二层玻璃以及具有通孔的硅结构。所述硅结构设置于所述第一层玻璃与所述第二层玻璃之间。所述入射光入射至所述第一层玻璃，并经过所述通孔入射至所述第二层玻璃。

所述反射结构设置于所述第二层玻璃远离所述硅结构的表面，用于将经所述第二层玻璃的所述入射光进行反射，形成反射光。所述光电探测模块设置于所述反射光的光路上，用于对所述反射光进行探测，并将所述反射光的光信号转换成电信号。所述温度计算模块与所述光电探测模块电连接，用于获取所述电信号，并根据所述电信号计算温度。

在一个实施例中，所述基于MEMS微型气室的原级温度计还包括准直模块。所述准直模块设置于所述入射光的光路上，用于将所述入射光转换成平行入射光。且所述准直模块设置于所述反射光的光路上，用于将所述反射光转换成平行反射光。

在一个实施例中，所述基于MEMS微型气室的原级温度计还包括环形器。所述环形器设置于所述入射光的光路上。所述激光输出模块控制输出的所述入射光经所述环形器后入射至所述准直模块。所述环形器设置于所述反射光的光路上，经所述准直模块后形成的所述平行反射光入射至所述环形器，并经所述环形器后入射至所述光电探测模块。

在一个实施例中，所述基于MEMS微型气室的原级温度计还包括保偏光纤。所述保偏光纤的一端与所述环形器连接。所述保偏光纤的另一端与所述准直模块连接。

在一个实施例中，所述激光输出模块包括激光光源与控制系统。所述控制系统与所述激光光源电连接，用于对所述激光光源进行电流或电压调制，并控制所述激光光源输出所述入射光。

在一个实施例中，所述激光光源为可见光输出波段的激光器。

在一个实施例中，所述准直模块为准直器。

在一个实施例中，所述光电探测模块为光电探测器。