[实用新型]一种光纤温度传感器

说明书

本实用新型公开了一种光纤温度传感器，包括第一光纤跳线、第一单模光纤、管状空芯光纤、第二单模光纤以及第二光纤跳线，所述第一光纤跳线的一端连接所述第一单模光纤的输入端，所述第一单模光纤的输出端与所述管状空芯光纤的输入端连接，所述管状空芯光纤的输出端与所述第二单模光纤的输入端连接，所述第二单模光纤的输出端与所述第二光纤跳线的输入端连接，所述管状空芯光纤包括空气芯以及包覆在所述空气芯外的石英包层，所述空气芯的直径为5‑12微米。本实用新型利用马赫‑曾德尔干涉和反谐振效应叠加，实现对应变、弯曲和扭转不敏感的温度传感测量，有效解决了温度测量中的多参量交叉敏感问题。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种光纤温度传感器。

背景技术

温度一直是最受关注的关键物理参数之一，温度测量在土木工程、石油化工、电气工程、生物工程和机械工程等领域具有重要作用。对比传统的基于电子或者机械运动的传感器，光纤温度传感器由于具有灵敏性高、耐腐蚀、结构简单、防爆性能好、导光性好、可挠性、抗电磁干扰、绝缘性好、便于复用、便于成网、成本低廉等优点，已成为当前传感器研究的热点。

在过去几十年里，专家们已经提出了许多种用于温度测量的光纤结构，例如光纤布拉格光栅(FBG)，法布里-珀罗干涉仪(FPI)，马赫-曾德尔干涉仪(MZI)，以及萨尼亚克干涉仪(SI)等。其中MZI光纤温度传感器由于其相对简单的结构和较高的灵敏度，得到了广泛的研究，但值得注意的是此类型光纤传感器对应变、弯曲、扭转等多个环境变量具有较高的交叉灵敏度。随着光纤温度传感器应用领域的拓展，其应用场景越发复杂，多个环境变量的交叉影响严重降低了传感器的可靠性及探测精度，如在电缆的实时温度监测中，应变、弯曲、扭转等多变量串扰已经成为一个突出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光纤温度传感器，解决光纤温度传感器对应变、弯曲和扭转的交叉敏感的问题。

本实用新型实施例提供了一种光纤温度传感器，包括第一光纤跳线、第一单模光纤、管状空芯光纤、第二单模光纤以及第二光纤跳线，所述第一光纤跳线的一端连接所述第一单模光纤的输入端，所述第一单模光纤的输出端与所述管状空芯光纤的输入端连接，所述管状空芯光纤的输出端与所述第二单模光纤的输入端连接，所述第二单模光纤的输出端与所述第二光纤跳线的输入端连接，所述管状空芯光纤包括空气芯以及包覆在所述空气芯外的石英包层，所述空气芯的直径为5-12微米。

进一步的，所述第一单模光纤及第二单模光纤均包括纤芯和包覆在所述纤芯外的石英包层。

进一步的，所述第一单模光纤及第二单模光纤的纤芯直径均为8-10微米。

进一步的，所述第一单模光纤及第二单模光纤的石英包层直径均为125微米。

进一步的，所述第一单模光纤的纤芯的折射率大于所述第一单模光纤的石英包层的折射率，所述第二单模光纤的纤芯的折射率大于所述第二单模光纤的石英包层的折射率。

进一步的，所述第一单模光纤及第二单模光纤的纤芯直径均为8.6微米。

进一步的，所述管状空芯光纤长度为600-1000微米。

进一步的，所述管状空芯光纤长度为707微米。

进一步的，所述空气芯的直径为10微米。

进一步的，所述管状空芯光纤的石英包层的直径为126微米。