The invention relates to a frequency modulated continuous wave laser interferometric optical fiber temperature sensor, which is composed of a linear frequency modulated continuous wave laser, an optical fiber coupler, an optical fiber temperature sensor probe, a photoelectric detector and a digital processing circuit. The optical fiber temperature sensor probe is composed of a single mode optical fiber, a ceramic plug, and a collimating penetration set in a metal tube. The first reflector is a partial reflector. The linear expansion of the metal tube results in a linear change in the distance between the reflectors, which results in a linear change in the optical path difference between the two reflecting lights of the reflector. Because the incident laser is a partial reflector, the optical path difference between the two reflecting lights of the reflector changes linearly. As a result, a beat-frequency interference signal with a linear relationship between initial phase and temperature is generated. The signal is received by a photoelectric detector and processed by a digital processing unit. The actual temperature value is obtained by calculating the temperature scaling factor. The temperature sensor has the advantages of high sensitivity and accurate measurement.
【技术实现步骤摘要】
调频连续波激光干涉光纤温度传感器
本专利技术涉及光纤传感
,具体涉及一种调频连续波激光干涉光纤温度传感器。
技术介绍
光纤传感器用于温度传感,具有体积小、灵敏度高、可以远程测量、抗电磁干扰等优点,尤其是通过特殊设计,使用碳化硅、蓝宝石等耐高温材料,可以用于常规电子式温度传感器无法适应的极端高温环境。现有光纤温度传感器主要有光纤光栅型温度传感器、光纤荧光温度传感器、光纤强度型温度传感器、光纤偏振型温度传感器和光纤干涉型温度传感器等几种类型。其中,光纤光栅型温度传感器利用在光纤纤芯上以紫外光结合相位掩模技术制作的布拉格光栅反射的中心波长随温度的变化关系来实现温度测量。光纤光栅型温度传感器,需要高分辨率的波长解调技术,才能够实现较高的温度分辨率,其对波长解调的分辨率通常要达到皮米(pm)量级,对解调技术的要求较为苛刻,因此相对解调成本较高。光纤荧光温度传感器则利用荧光光纤内荧光工作物质在受激后荧光寿命或荧光强度比与温度相关的特性实现对环境温度的测量。光纤强度型温度传感器和光纤偏振型温度传感器则分别利用特殊的光纤强度型和偏振型温度传感探头,使温度对其中传播光的强度或偏振产生调制,来实现对温度的传感测量,不过,光纤荧光温度传感器、光纤强度型温度传感器和光纤偏振型温度传感器对温度测量的精确度通常不高。而光纤干涉型温度传感器,由于通过温度对在光纤干涉仪(光纤迈克尔逊干涉仪、光纤马赫-增德尔干涉仪、光纤萨格纳克干涉仪、光纤法布里-珀罗干涉仪)中光学干涉信号相位的调制效应实现温度传感,通过高精度的鉴相测量机制,温度测量的精度非常高。对于光纤干涉型温度传感器,通常可采白 ...
【技术保护点】
1.一种调频连续波激光干涉温度位移传感器,由线性调频连续波激光器(1),1×2光纤耦合器(2),光纤温度传感探头(3),光电探测器(4)和信号处理电路(5)构成,其特征在于:所述单模调频连续波激光器(1)与1×2光纤耦合器(2)的一个输入端通过单模光纤相连,光电探测器(4)与1×2光纤耦合器(2)的另一个输入端通过单模光纤相连,光电探测器(4)同时通过金属导线与信号处理电路(5)相连;1×2光纤耦合器(2)的输出端与光纤温度传感探头(3)相连,所述光纤温度传感探头(3),由金属管(10)内依次固定设置的陶瓷插芯(7)、准直透镜(8)、两个相互平行的第一反射镜(9)和第二反射镜(11)组成,第一反射镜(9)和第二反射镜(11)与准直透镜(8)的出光光路垂直设置,第一反射镜(9)为部分反射镜,所述陶瓷插芯(7)轴向穿设有单模光纤(6),单模光纤(6)一端与陶瓷插芯(7)内侧端面齐平设置,另一端延伸出金属管(10),光纤耦合器(2)的输出端与光纤温度传感探头(3)上单模光纤(6)的延伸端相连。
【技术特征摘要】
1.一种调频连续波激光干涉温度位移传感器,由线性调频连续波激光器(1),1×2光纤耦合器(2),光纤温度传感探头(3),光电探测器(4)和信号处理电路(5)构成,其特征在于:所述单模调频连续波激光器(1)与1×2光纤耦合器(2)的一个输入端通过单模光纤相连,光电探测器(4)与1×2光纤耦合器(2)的另一个输入端通过单模光纤相连,光电探测器(4)同时通过金属导线与信号处理电路(5)相连;1×2光纤耦合器(2)的输出端与光纤温度传感探头(3)相连,所述光纤温度传感探头(3),由金属管(10)内依次固定设置的陶瓷插芯(7)、准直透镜(8)、两个相互平行的第一反射镜(9)和第二反射镜(11)组成,第一反射镜(9)和第二反射镜(11)与准直透镜(8)的出...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈海滨,张雄星,王欢,高明,刘卫国,郑刚,
申请(专利权)人:西安工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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