[发明专利]一种折射率和温度同时测量的全光纤传感器及其测量方法

摘要

本发明提供了一种折射率和温度同时测量的全光纤传感器及其测量方法。全光纤传感器包括宽带光谱光源、光纤传感头和光谱分析仪，所述光纤传感头的输入端口与宽带光谱光源通过光纤连接，所述光纤传感头的输出端口与光谱分析仪通过光纤连接。测量方法，包括将光纤传感头放入待测环境中；通过光谱分析仪和计算机测得干涉条纹谷值波长的移动范围；然后利用数学方法处理后获得折射率和温度的变化值；本发明的一种折射率和温度同时测量的全光纤传感器及其测量方法，可以消除折射率测量时存在潜在的温度交叉敏感性问题并且可以提高测量折射率和温度的精确度，具有结构简单、成本低、操作方便而且测量范围大的优点。

主权项

1.一种折射率和温度同时测量的全光纤传感器，其特征在于：包括宽带光谱光源、光纤传感头和光谱分析仪；所述光纤传感头包括输入输出光纤部分、光束耦合部分和传感部分，所述输入输出光纤部分包括输入单模光纤和输出单模光纤，所述光束耦合部分包括多模光纤和细芯‑单模光纤熔接点即粗锥结构；传感部分包括细芯光纤，位于光纤传感头中间，所述输入输出光纤部分和传感部分通过光束耦合部分连接，第一耦合点为多模光纤与单模光纤连接点，由于纤芯失配引起光波在细芯光纤中的纤芯和包层中传播，第二耦合点为细芯‑单模光纤熔接结构，将在细芯光纤中纤芯和包层传播的光波重新耦合一起，发生干涉，并进入单模光纤的纤芯中传播；光纤传感头的输入端口与宽带光谱光源通过光纤连接，所述光纤传感头的输出端口与光谱分析仪通过光纤连接，光纤传感头中由所述多模光纤(MMF)、细芯光纤(TCF)和细芯光纤与单模光纤熔接点构成马赫‑曾德干涉仪，马赫‑曾德干涉仪内部的光束在传输时发生干涉，然后传输进入光谱分析仪。