一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，主要包括导流罩、绕线骨架、光纤线圈、导流头和传感器组件，导流罩和导流头构成整体的外壳部分，绕线骨架固定在导流头上，导流头和绕线骨架内部空间构成腔体，传感器组件固定在绕线骨架内部。本实用新型专利技术有益的效果是：本实用新型专利技术具有温深测试范围广、测试精度高、响应时间快、一致性好等优点，探头及信号的传输可实现全光纤化，具有较强的抗电磁干扰能力和环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头
本技术涉及消耗性温度分布测量领域、光纤传感领域，尤其是一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头。
技术介绍
为了解决舰船在机动状态下的海洋温深剖面的测量问题，1963年，美国Sippican公司开发了世界上第一个用于温深剖面测量的测量探头XBT(ExpendableBathythermographsystem)，可在舰船机动状态条件下，快速获取海洋的温深剖面。自此，XBT技术迅速发展，并得到了广泛应用。截止到2009年，根据公开的数据统计，自XBT问世以来的50年间，仅Sippican公司生产的XBT探头数量就累计达到了6000000支。目前，国际上生产消耗性温度分布测量仪的有美国、日本等国的多家公司，有代表性的是美国的LockheedMartin公司的子公司Sippican，产品型号为：MK21USBDAQ，T-4和T-7；日本TSK(鹤见精机)的T-10、T-7。其T4、T7两型一次性温度探头广泛应用于海军反潜战、国际海洋科考等领域。此外，国际上还有韩国、意大利等国开发有多款同种用途的产品。我国从上世纪70年代中期开始引进XBT，80年代开始进行产品开发，但由于温度传感器技术水平过后，进展缓慢。90年代后期，随着温度传感器制造水平的进步，研制开始取得突破。中科院声学所东海研究站开发有产品D3、D5、D7，国家海洋技术中心开发有产品SZC16-1，已经通过了产品设计定型。和国外产品相比，国内产品在测试精度低、测试一致性较差，并且产品投放成功率很低，只有64％，而美国同类产品达到了95％，所以暂时还无法取代国外产品。
技术实现思路
本技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种测试精度更高、准确度更好的基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头。本技术解决其技术问题采用的技术方案：这种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，主要包括导流罩、绕线骨架、光纤线圈、导流头和传感器组件，导流罩和导流头构成整体的外壳部分，绕线骨架固定在导流头上，导流头和绕线骨架内部空间构成腔体，传感器组件固定在绕线骨架内部。所述传感器组件由1×2耦合器、光纤FP温度传感器及光纤FP压力传感器构成，1×2耦合器的一端尾纤和光纤线圈连接，另一端两根尾纤分别连接光纤FP温度传感器和光纤FP压力传感器，传感器组件中的光纤FP温度传感器和光纤FP压力传感器位于导流头的进水口内侧附近。所述光纤FP温度传感器和光纤FP压力传感器通过1×2耦合器并联连接共同构成传感器组件，传感器组件靠近导流头进水口内侧，或者位于绕线骨架内部。所述传感器组件由光纤FP温度传感器及光纤FP压力传感器直接串联构成，传感器组件靠近导流头进水口内侧，或者位于绕线骨架内部。所述光纤FP温度传感器和光纤FP压力传感器的传输光纤为通信光纤或其他特种光纤。所述导流罩的尾部及侧面设有排水孔。所述温深测量探头的整体呈水滴形。本技术有益的效果是：本技术采用流线型外形设计，导流罩尾翼的设计以及导流头尺寸、重量和探头整体重心的合理设计，确保了探头具有稳定的下降姿态及一定的下降速度。作为探头的核心部分，光纤FP温度传感器、光纤FP压力传感器采用并联方式连接，通过1×2耦合器构成传感器组件，光纤FP温度传感器用于测温，对压力不敏感，并用于补偿光纤FP压力传感器由温度变化带来的附加压力漂移，本技术具有温深测试范围广、测试精度高、响应时间快、一致性好等优点，探头及信号的传输可实现全光纤化，具有较强的抗电磁干扰能力和环境适应性。附图说明图1是本技术结构剖视示意图。附图标记说明：导流罩1，绕线骨架2，光纤线圈3，1×2耦合器4，导流头5，光纤FP温度传感器6，光纤FP压力传感器7。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图所示，这种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，主要包括导流罩1、绕线骨架2、光纤线圈3、导流头5和传感器组件，导流罩1和导流头5构成整体的外壳部分，绕线骨架2固定在导流头5上，导流头5和绕线骨架2内部空间构成腔体，传感器组件固定在绕线骨架2内部。传感器组件由1×2耦合器4、光纤FP温度传感器6及光纤FP压力传感器7构成，光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7通过1×2耦合器4并联连接共同构成传感器组件，传感器组件靠近导流头5进水口内侧，或者位于绕线骨架2内部。1×2耦合器4的一端尾纤和光纤线圈3连接，另一端两根尾纤分别连接光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7，传感器组件中的光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7位于导流头5的进水口内侧附近。光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7是用于探头温、压测量的核心器件，探头温、深信号通过光纤线圈3进行上传，传输光纤为通信光纤或其他特种光纤。导流罩1的尾部及侧面设有排水孔。温深测量探头的整体呈水滴形。由导流头5和绕线骨架2内部空间构成的腔体，适用除光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7之外基于其他传感原理的光纤温度和传感器压力。在一定工艺条件下，传感器组件不包括1×2耦合器4，传感器组件由光纤FP温度传感器6及光纤FP压力传感器7直接串联构成，传感器组件靠近导流头5进水口内侧，或者位于绕线骨架2内部。本技术以光纤FP温度传感器和光纤FP压力传感器为核心器件，用于海洋温、深剖面的测量。其中，光纤FP温度传感器设计仅对温度敏感，光纤FP压力传感器设计对压力和温度交叉敏感，光纤FP温度和压力传感器设计对温度响应时间相同或一致。光纤FP温度和压力传感器所测温、压满足以下公式：Δλ1＝KPPΔP+KPTΔT(1)Δλ2＝KTΔT(2)根据公式(1)和(2),得到温度、压力变化量如下：其中，KT为光纤FP温度传感器的温度系数，KPP和KPT分别为光纤FP压力传感器的压力系数和温度系数；Δλ1和Δλ2为可测变化量，由数据采集设备直接解调给出，经过计算得到温、深数据。基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，在光纤FP温度和压力传感器设计上，相同温度响应保证了两种不同参量传感器实时温度补偿的可行性；同时，在传感器组件设计上，两种传感器在空间上并行排列，保证了两者所处空间海水温度、压力变化的一致性；在传感器组件的装配设计上，靠近导流头进水口内侧附近，保证了探头的对海水温、压变化测量的快速响应。在探头整体设计上，为保证探头内、外海水的充分交换，在导流罩尾部及侧面设计有一定孔径大小的排水孔，保证海水有进有出，进出及时，交换充分。在探头整体设计上，对导流头、导流罩及绕线骨架及光纤线圈尺寸、重量进行计算，保证探头重心在合理位置，以保证其合理的下降速度。由1×2耦合器4、光纤FP温度传感器6、光纤FP压力传感器7构成的传感器组件，光纤FP温度传感器6和光纤FP压力传感器7并联连接，在空间上并排布置。传感器组件在绕线骨架2内部固定，其中1×2耦合器4未连传感器的一端和光纤线圈尾纤相连接，并在其内壁用粘接剂粘接固定。将装配好传感器组件的绕线骨架2和导流头5固定在一起，然后再将导流罩1和导流头5固定在一起，光纤线圈3的尾纤从导流头尾部出水孔引出。流线型探头在设计时要符合流体动力学的特性要求，以减小水阻力和保持探头的稳定性。水滴形的探头结构设计可使其在水中下降时保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，主要包括导流罩(1)、绕线骨架(2)、光纤线圈(3)、导流头(5)和传感器组件，其特征是：导流罩(1)和导流头(5)构成整体的外壳部分，绕线骨架(2)固定在导流头(5)上，导流头(5)和绕线骨架(2)内部空间构成腔体，传感器组件固定在绕线骨架(2)内部。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，主要包括导流罩(1)、绕线骨架(2)、光纤线圈(3)、导流头(5)和传感器组件，其特征是：导流罩(1)和导流头(5)构成整体的外壳部分，绕线骨架(2)固定在导流头(5)上，导流头(5)和绕线骨架(2)内部空间构成腔体，传感器组件固定在绕线骨架(2)内部。2.根据权利要求1所述的基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，其特征是：所述传感器组件由1×2耦合器(4)、光纤FP温度传感器(6)及光纤FP压力传感器(7)构成，1×2耦合器(4)的一端尾纤和光纤线圈(3)连接，另一端两根尾纤分别连接光纤FP温度传感器(6)和光纤FP压力传感器(7)，传感器组件中的光纤FP温度传感器(6)和光纤FP压力传感器(7)位于导流头(5)的进水口内侧附近。3.根据权利要求2所述的基于光纤FP传感器的抛弃式温深测量探头，其特征是：所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑卫兵，葛辉良，何少灵，郝凤欢，周苏萍，吴国军，陆灿幸，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33