[实用新型]基于游标效应的微泡型高温压力光纤传感器

说明书

一种基于游标效应的微泡型高温压力光纤传感器，三分贝耦合器上并设有光纤测量臂和光纤参考臂，光纤测量臂为第一单模光纤的尾端设有第一多模光纤，第一单模光纤与三分贝耦合器相连，第一单模光纤的纤芯上刻有热重生光栅，第一多模光纤的尾端伸入到第一石英毛细管内，第一石英毛细管的一端固设在第一单模光纤上、另一端为球形泡形成第一法布里珀罗干涉腔，热重生光栅位于第一石英毛细管内，球形泡外侧镀有高反射率膜，光纤参考臂为第二单模光纤的尾端设有第二多模光纤，第二多模光纤从石英毛细管一端伸入到第二石英毛细管内，第二石英毛细管的另一端设有第三单模光纤，在第二石英毛细管内形成第二法布里珀罗干涉腔，第三单模光纤的尾端端面为斜面。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及到基于游标效应的微泡型高温压力光纤传感器。

背景技术

近年来，基于法布里-珀罗干涉仪的光纤压力传感器因其结构简单、传感头体积小、抗电磁干扰、信号检测方便等优点而受到越来越多的关注。与此同时温度传感广泛应用于国防、工业、民生领域，温度传感的类型也多种多样，常见的有接触式或者非接触式两种，但是同时测量温度和压力两个参量的光纤传感器尚在研究阶段，已知的光纤高温压力传感器主要存在的问题有灵敏度低、温度和压力等其他参量相互影响、制作成本高等。而游标效应已被提出来显著提高光纤温度、应变、气流、折射率和曲率传感器的灵敏度。游标效应可以通过在传感系统中增加一个萨格纳克环路或参考法布里珀罗腔在双光束法布里珀罗腔中实现，也可以通过匹配三个反射镜的间隔距离在三光束法布里珀罗腔中产生，而不会对传感器尺寸产生明显影响。为了解决现存的温度与压力等其他参量相互影响的问题，提出一种易于制造，成本低廉，测量结果准确的高温压力光纤传感器是非常有必要的。

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、体积小、灵敏度高的的基于游标效应的微泡型高温压力光纤传感器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于游标效应的微泡型高温压力光纤传感器，三分贝耦合器上并联设置有光纤测量臂和光纤参考臂，光纤测量臂为第一单模光纤的尾端设置有第一多模光纤，第一单模光纤与三分贝耦合器相连，第一单模光纤的纤芯上刻有热重生光栅，第一多模光纤的尾端伸入到第一石英毛细管内，第一石英毛细管的一端固设在第一单模光纤上、另一端为球形泡形成第一法布里珀罗干涉腔，热重生光栅位于第一石英毛细管内，球形泡外侧镀有高反射率膜，第一单模光纤、第一多模光纤、第一石英毛细管的中心线重合，光纤参考臂为第二单模光纤的尾端设置有第二多模光纤，第二单模光纤与三分贝耦合器相连，第二多模光纤从第二石英毛细管一端伸入到第二石英毛细管内，第二石英毛细管固设在第二单模光纤上，第二石英毛细管的另一端设置有第三单模光纤，在第二石英毛细管内形成第二法布里珀罗干涉腔，第二单模光纤、第二多模光纤、第二石英毛细管、第三单模光纤的中心线重合，第三单模光纤的尾端端面为斜面。

作为一种优选的技术方案，所述的热重生光栅的栅区长度为10～15mm，中心波长为1553nm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一单模光纤～第三单模光纤的纤芯直径相同、包层外径相同。

作为一种优选的技术方案，所述的第一单模光纤和第二单模光纤的长度相同，为20～25cm，第三单模光纤的长度为150～200μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一石英毛细管与第二石英毛细管的内径相等、外径相等。

作为一种优选的技术方案，所述的第一多模光纤和第二多模光纤的纤芯直径相等、包层外径相等、长度相等。

作为一种优选的技术方案，所述的第一多模光纤的纤芯直径为62.5μm、包层外径为125μm、长度为260μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第一多模光纤尾端面至第一石英毛细管球形泡壁的水平距离比第二多模光纤尾端面至第三单模光纤端面的水平距离小2～5μm，所述的第一多模光纤尾端面至第一石英毛细管球形泡壁的水平距离为350～450μm。