一种蓝宝石高温传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种蓝宝石高温传感器，包括蓝宝石光纤和蓝宝石晶片，蓝宝石光纤的入射端固定连接有多模光纤，反射端与蓝宝石晶片相连，蓝宝石光纤与蓝宝石晶片的连接处设置有斜角；蓝宝石光纤的反射端外套装有耐高温插芯，耐高温插芯外套装有耐高温套筒，耐高温材料为陶瓷、蓝宝石或刚玉等材料，耐高温套筒的一端与蓝宝石晶片固定连接。本发明专利技术能够校准蓝宝石光纤，还能对蓝宝石光纤和蓝宝石晶片进行紧密固定，有效防止了高温胶渗入蓝宝石光纤的端头；且能够防止光纤端面与蓝宝石晶片之间发生干涉，提高了干涉光谱的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感器
，尤其涉及一种蓝宝石高温传感器。
技术介绍
美国弗吉尼亚理工大学光电子研究中心的Yizheng Zhu于2005年提出并制作了一种基于蓝宝石晶片的法珀高温传感器。该结构的传感器在制作时，因为毛细现象的存在高温胶很容易渗入到蓝宝石光纤的端头，污染光纤端头和蓝宝石晶片，这样干涉光谱的质量会严重下降，造成制作成功率很低。本次主要就是为了改进这个技术问题。该传感器使用0°角端面的蓝宝石光纤，这样光纤端面与蓝宝石晶片之间呈平行关系，容易发生干涉，影响晶片本身干涉信号的质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中高温胶容易渗入蓝宝石光纤，且0°角端面的蓝宝石光纤容易发生干涉的缺陷，提供一种新固定结构，且蓝宝石光纤端面设置斜角的蓝宝石高温传感器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种蓝宝石高温传感器，包括蓝宝石光纤和蓝宝石晶片，蓝宝石光纤的入射端固定连接有多模光纤，反射端与蓝宝石晶片相连，蓝宝石光纤与蓝宝石晶片的连接处设置有斜角；蓝宝石光纤的反射端外套装有耐高温插芯，耐高温插芯外套装有耐高温套筒，耐高温套筒的一端与蓝宝石晶片固定连接。进一步地，本专利技术的蓝宝石光纤反射端与蓝宝石晶片之间的斜角的角度为3°-10°。进一步地，本专利技术的蓝宝石光纤反射端与蓝宝石晶片之间的斜角的角度为5°，通过对蓝宝石光纤反射端的端面进行研磨，形成5°的斜角。进一步地，本专利技术的蓝宝石光纤与耐高温插芯之间通过高温胶粘连，耐高温插芯与耐高温套筒之间通过高温胶粘连，耐高温套筒与蓝宝石晶片之间通过高温胶粘连。进一步地，本专利技术的耐高温插芯的长度大于耐高温套筒的长度。进一步地，本专利技术的耐高温插芯与蓝宝石晶片之间设置有空隙。进一步地，本专利技术的多模光纤与蓝宝石光纤通过熔接的手段进行固定。进一步地，本专利技术的耐高温插芯和耐高温套筒为陶瓷、蓝宝石或刚玉材料。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术的蓝宝石高温传感器，通过耐高温插芯和耐高温套筒的结构设计，能够校准蓝宝石光纤，还能对蓝宝石光纤和蓝宝石晶片进行紧密固定，使耐高温插芯端面和蓝宝石晶片分离开，避免了毛细现象，有效防止了高温胶渗入蓝宝石光纤的端头；通过在蓝宝石光纤端面设计的斜角结构，能够防止光纤端面与蓝宝石晶片之间发生干涉，提高了干涉光谱的质量，提高了传感器探头的操作成功率。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的蓝宝石高温传感器的结构示意图；图2是本专利技术实施例的蓝宝石高温传感器的斜角光线反射示意图；图中，1-蓝宝石光纤，2-蓝宝石晶片，3-耐高温插芯，4-耐高温套筒，5-高温胶，6-多模光纤，7-空隙。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例的蓝宝石高温传感器，包括蓝宝石光纤1和蓝宝石晶片2，蓝宝石光纤1的入射端固定连接有多模光纤6，反射端与蓝宝石晶片2相连，蓝宝石光纤1与蓝宝石晶片2的连接处设置有斜角；蓝宝石光纤1的反射端外套装有耐高温插芯3，耐高温插芯3外套装有耐高温套筒4，耐高温套筒4的一端与蓝宝石晶片2固定连接。如图2所示，为了避免光纤与晶片之间发生干涉，提高晶片干涉光谱的质量，采用斜5°端头的蓝宝石光纤。其他斜度的也可以使用，但是角度太小效果不明显，角度太大会影响反射光谱的强度，蓝宝石光纤1反射端与蓝宝石晶片2之间的斜角最合适的角度范围为3°-10°。蓝宝石光纤1与耐高温插芯3之间通过高温胶5粘连，耐高温插芯3与耐高温套筒4之间通过高温胶5粘连，耐高温套筒4与蓝宝石晶片2之间通过高温胶5粘连。耐高温插芯3的长度大于耐高温套筒4的长度。耐高温插芯3与蓝宝石晶片2之间设置有空隙。多模光纤6与蓝宝石光纤1通过熔接的手段进行固定。在本专利技术的另一个实施例中，传感器结构包含多模光纤、蓝宝石光纤、蓝宝石晶片、耐高温插芯和耐高温套管五个部分。其中多模光纤与蓝宝石光纤熔接在一起，而蓝宝石光纤的前端与蓝宝石晶片接触。蓝宝石光纤和蓝宝石晶片采用“耐高温插芯-耐高温套管-高温胶”结构固定在一起。该结构既可以校准蓝宝石光纤，也可以将光纤和晶片粘接固定起来。由蓝宝石光纤传输的光在输出端面处发生折射，通过空气介质后到达蓝宝石晶片(法珀腔)。其中将蓝宝石光纤的端面设计成斜5°角，以有效抑制蓝宝石光纤端面和蓝宝石晶片之间的干涉现象。经过蓝宝石晶片前后两个面的反射后，得到强度不同的两束反射光，这两束光发生干涉，得到干涉光谱信号。该光谱信号经过蓝宝石光纤、多模光纤输出给光谱仪。对于一个指定的传感器，干涉光谱信号与温度之间呈现一一对应关系，通过对光谱信号的解调就可以得到相应的温度值。因为传感器需要耐高温1800℃，所以采用陶瓷、蓝宝石、刚玉等耐高温材料。如果将耐高温插芯和耐高温套筒合为一体，制作出一种长尾椎耐高温插芯，也可以起到相同的作用。这种高温传感器可以实现高温、高压、高腐蚀、强电磁辐射的恶劣环境下对20℃-1800℃范围温度的测量。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝宝石高温传感器，其特征在于，包括蓝宝石光纤(1)和蓝宝石晶片(2)，蓝宝石光纤(1)的入射端固定连接有多模光纤(6)，反射端与蓝宝石晶片(2)相连，蓝宝石光纤(1)与蓝宝石晶片(2)的连接处设置有斜角；蓝宝石光纤(1)的反射端外套装有耐高温插芯(3)，耐高温插芯(3)外套装有耐高温套筒(4)，耐高温套筒(4)的一端与蓝宝石晶片(2)固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石高温传感器，其特征在于，包括蓝宝石光纤(1)和蓝宝石晶片(2)，蓝宝石光纤(1)的入射端固定连接有多模光纤(6)，反射端与蓝宝石晶片(2)相连，蓝宝石光纤(1)与蓝宝石晶片(2)的连接处设置有斜角；蓝宝石光纤(1)的反射端外套装有耐高温插芯(3)，耐高温插芯(3)外套装有耐高温套筒(4)，耐高温套筒(4)的一端与蓝宝石晶片(2)固定连接。2.根据权利要求1所述的蓝宝石高温传感器，其特征在于，蓝宝石光纤(1)反射端与蓝宝石晶片(2)之间的斜角的角度为3°-10°。3.根据权利要求2所述的蓝宝石高温传感器，其特征在于，蓝宝石光纤(1)反射端与蓝宝石晶片(2)之间的斜角的角度为5°，通过对蓝宝石光纤(1)反射端的端面进行研磨，形成5°的斜角。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周次明，梁伟龙，范典，桂新旺，周鹏宇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42