一种基于表面等离子体共振的风速测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于光电检测技术领域，涉及一种基于表面等离子体共振的风速测量装置及方法。该装置包括宽谱光源、加热光源、光纤传感器、光谱仪、耦合器、隔离器B、隔离器C、环形器、单模光纤、风速测量管道，所述的光纤传感器为基于表面等离子体共振及应变补偿的光纤温度传感器，该传感光纤由纤芯向外的第二层六边形介质孔层的相对边中心位置的两个介质孔内壁分别镀有产生表面等离子体共振的金属薄膜，镀有金属薄膜的一个介质孔及同层相邻的两个介质孔中填充介质A，介质A未填充的所有介质孔中填充介质B，光纤传感器的温度发生变化时，金属薄膜A和B的共振波长变化不一致，求得应变值，进而消除应变影响求得温度值，再以此计算得到光纤热线风速。

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面等离子体共振的风速测量装置及方法
本专利技术属于光电检测
，涉及一种基于表面等离子体共振的风速测量装置及方法。
技术介绍
热线风速测量方法作为一种广泛使用的气体流速测量方法，其原理是利用气流通过高温物体时所带走高温物体表面热量与气流流速间的关系，实现对气流流速的测量，通过测量高温物体的温度即可得到气体流速值。由于在防爆要求较高、电磁干扰较强和强腐蚀环境中电子式热线风速传感设备无法使用，而光纤设备具有本征安全、抗电磁干扰、抗强腐蚀的特点，因此光纤热线风速测量技术成为气体流速传感的重要方向之一。目前光纤热线风速传感方法主要利用光纤光栅、光纤谐振腔作为传感器测量被测环境的温度和风速。但是由于光纤光栅和光纤谐振腔对应力也敏感，因此在测量温度和风速的同时，测量结果会受到应力的影响。此外，光纤光栅和光纤谐振腔的温度和风速灵敏度不够高，例如，光纤光栅的温度灵敏度为0.01nm/℃，而目前通用的光谱仪的光波长分辨力只有0.02nm，因此无法实现高精度的风速测量，并且风速测量量程也受到限制。表面等离子体共振现象是一种非线性光学现象，当满足一定条件的光透过光介质照射到金属表面时，会将光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于表面等离子体共振的风速测量装置，其特征在于，包括宽谱光源、加热光源、光纤传感器、光谱仪、耦合器、隔离器B、隔离器C、环形器、单模光纤、风速测量管道；光谱范围覆盖光纤传感器工作波长范围；光谱仪的工作波长范围覆盖光纤传感器工作波长范围；宽谱光源通过单模光纤与隔离器B相连，加热光源通过单模光纤与隔离器C相连，隔离器只允许光信号单向传输；隔离器B和隔离器C分别通过单模光纤与耦合器相连；环形器通过单模光纤分别与耦合器、光纤传感器和光谱仪相连，其中从单模光纤BE(356)入射环形器的光从单模光纤BF(367)输出，从单模光纤BF(367)入射环形器的光从单模光纤BG(368)输出；光纤传感器位...

【技术特征摘要】
1.一种基于表面等离子体共振的风速测量装置，其特征在于，包括宽谱光源、加热光源、光纤传感器、光谱仪、耦合器、隔离器B、隔离器C、环形器、单模光纤、风速测量管道；光谱范围覆盖光纤传感器工作波长范围；光谱仪的工作波长范围覆盖光纤传感器工作波长范围；宽谱光源通过单模光纤与隔离器B相连，加热光源通过单模光纤与隔离器C相连，隔离器只允许光信号单向传输；隔离器B和隔离器C分别通过单模光纤与耦合器相连；环形器通过单模光纤分别与耦合器、光纤传感器和光谱仪相连，其中从单模光纤BE(356)入射环形器的光从单模光纤BF(367)输出，从单模光纤BF(367)入射环形器的光从单模光纤BG(368)输出；光纤传感器位于风速测量管道之中；所述的光纤传感器为基于表面等离子体共振及应变补偿的光纤温度传感器，其主要结构为传感光纤，该传感光纤为实心的光子晶体光纤，光子晶体光纤的介质孔以纤芯为中心呈正六边形多层排布，介质孔排布层数至少两层，介质孔的直径与任意两个相邻的介质孔间距离的比值是3：5，由纤芯向外的第二层六边形介质孔层的相对边中心位置的两个介质孔内壁分别镀有金属薄膜，所述金属薄膜采用能产生表面等离子体共振的金属材料；所述镀有金属薄膜的一个介质孔及同层相邻的两个介质孔中填充介质A，所述介质A的折射率与温度间为负相关关系；介质A未填充的所有介质孔中填充介质B，所述介质B的折射率不受温度影响。2.根据权利要求1基于表面等离子体共振的风速测量装置，其特征在于，所述光纤传感器的介质孔间距离为2μm。3.根据权利要求1基于表面等离子体共振的风速测量装置，其特征在于，所述传感光纤外包裹保护套管，保护套管材料为石英或有机玻璃。4.根据权利要求1基于表面等离子体共振的风速测量装置，其特征在于，所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩博，周福东，陈梅，
申请(专利权)人：辽宁省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21