光纤温度传感器制造技术

一种光纤温度传感器，其构成为：一半导体激光器通过光纤与波分复用器的输入端相连，该波分复用器的直通端与ＤＦＢ光纤激光器连接，该波分复用器的输出端经光纤隔离器与固定Ｆ－Ｐ光谱分析装置相连，所述的ＤＦＢ光纤激光器用紫外硅胶封装在铝条上。本实用新型专利技术光纤温度传感器的探测精度为５．０１×１０－３℃。本实用新型专利技术光纤温度传感器具有探测精度高、光信号强、信躁比高、可远程监控等优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤传感器，是一种以分布反馈光纤激光器(以下简称为DFB光纤激光器)作传感头的用于探测温度变化的光纤温度传感器，尤其适合于探测温度的微量变化，以及对温度测量具有高精度要求的各种探测。
技术介绍
作为现代通信的产物，光纤传感技术是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。与传统的机电类传感器相比，光纤具有一系列独特优点可进行分布式实时监测，工作频带宽，动态范围大；体小质轻、易弯曲，耐高温高压、腐蚀，抗辐射；通过一定的设计，光纤很容易感受外界物理参量变化，灵敏度高；光纤本身不带电，因此不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰，这使得光纤传感器不会产生电火花，因而能应用于易燃、易爆、空间有限、强电磁干扰等恶劣及安全要求很高的环境中。此外，光纤传感器还因种类多，能以高分辨率测量许多物理参数，可实现分布式实时监测，探测距离长、充分利用了光纤集传、感于一体等优点，受到了极大的关注。目前用于温度测量的光纤类传感器有利用拉曼散射的温度传感器及利用光纤光栅的温度传感器。拉曼温度传感器的测量精度约1℃，光纤光栅温度传感器的精度约0.3℃。但在许多场合要求有更高的测量精度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种光纤温度传感器，以提高温度测量的精度。本技术的技术解决方案如下一种光纤温度传感器的构成为一半导体激光器通过光纤与波分复用器的输入端相连，该波分复用器的直通端与DFB光纤激光器连接，该波分复用器的输出端经光纤隔离器与固定F-P光谱分析装置相连，所述的DFB光纤激光器用紫外硅胶封装在铝条上。所述的光纤温度传感器的温度变化ΔT与固定F-P光谱分析装置的光纤光栅的中心波长λB的频率变化值Δv有关ΔT=λBΔvCα]]>其中C为真空中的光速，Δv为用固定F-P干涉光谱分析装置读出的频率变化值。α为中心波长的温度系数。与一般的光纤光栅温度传感器相比，本技术传感器具有探测精度高、光信号强、信躁比高、可远程监控等优点。附图说明图1为本技术光纤温度传感器的整体结构示意图图中1-被测物体，2-导热硅胶，3-条装铝板，4、5-紫外硅胶，6-DFB光纤激光器，7-半导体激光器，8-波分复用器，9-光纤隔离器，10-固定F-P光谱分析装置。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。先请参阅图1，图1为本技术光纤温度传感器的整体结构示意图，由图可见，本技术光纤温度传感器的构成为一半导体激光器7通过光纤与波分复用器8输入端相连，该波分复用器8的直通端与DFB光纤激光器6连接，该波分复用器8输出端经光纤隔离器9与固定F-P光谱分析装置10相连，所述的DFB光纤激光器6用紫外硅胶4、5封装在条状铝板3上构成一个光纤温度传感头。该光纤温度传感器的温度变化ΔT与固定F-P光谱分析装置10的光纤光栅的中心波长λB的频率变化值Δv有关ΔT=λBΔvCα]]>其中C为真空中的光速，Δv为用固定F-P干涉光谱分析装置读出的频率变化值。α为中心波长的温度系数。本技术的工作原理是如图1所示，我们把所制作的光纤温度传感头利用导热硅胶2固定在一需探测其温度变化的物体1上。当物体1温度发生变化ΔT时，将使DFB光纤激光器6的运行波长发生变化。再使用固定F-P扫描干涉仪10观测出DFB光纤激光器6的运行波长的变化值，并进一步可推算出物体长度的变化值。物体长度的相对变化量可由下式确定Δll=ΔΛΛ=λCΔv]]>式中，C为真空中的光速，Δv为用固定F-P干涉光谱分析装置10读出的频率变化值。光纤光栅的中心波长λB与温度的关系为ΔλBλB=αΔT]]>其中，α为中心波长的温度系数约为10.3皮米/度(pm/℃)。ΔT=λBΔvCα]]>本技术传感器的探测精度如下确定 所使用固定F-P干涉仪10的光谱分辨率约为10MHz。取Δv＝10MHz。系统中激光运行波长约为1550nm。由此可得探测精度为5.01×10-3℃。在本技术传感器中，DFB激光器本身被作为传感探测头，激光器运行于单纵模状态，激光线宽约为20KHZ，激光功率约为10mW，因此光谱功率密度很高。而目前广泛使用的光纤光栅温度传感器，使用宽带荧光光源，把光纤光栅用作传感部件，当光栅温度变化时，光栅所反射的荧光波长发生变化，光栅的反射带宽一般为0.2nm。荧光源功率一般为20mW、光谱带宽为40nm，因此在光栅带宽内所反射的荧光功率很小，信号很弱。半导体固体激光器7(980nm)通过光纤与WDM(波分复用器)8相连，WDM的直通端与1550的DFB光纤激光器6连接，输出端与光纤隔离器9相接可保证1550nm的激光单向传输。输出的激光通过光纤传输到固定F-P光谱分析装置10。DFB光纤激光器6用紫外硅胶4、5封装在铝条3上。通过导热硅胶2与待测物体1相接触，当待测物体的温度发生变化时会直接影响该激光器的波长输出。因此我们可根据固定F-P光谱分析装置探测出来的波长变化而确定该物体的温度变化。权利要求1.一种光纤温度传感器，特征在于其构成为一半导体激光器(7)通过光纤与波分复用器(8)相连，该波分复用器(8)的直通端与DFB光纤激光器(6)连接，输出端经光纤隔离器(9)与固定F-P光谱分析装置(10)相连，所述的DFB光纤激光器(6)用紫外硅胶封装在铝条(3)上。专利摘要一种光纤温度传感器，其构成为一半导体激光器通过光纤与波分复用器的输入端相连，该波分复用器的直通端与DFB光纤激光器连接，该波分复用器的输出端经光纤隔离器与固定F－P光谱分析装置相连，所述的DFB光纤激光器用紫外硅胶封装在铝条上。本技术光纤温度传感器的探测精度为5.01×10－3℃。本技术光纤温度传感器具有探测精度高、光信号强、信躁比高、可远程监控等优点。文档编号G01K11/32GK2898792SQ200620040718公开日2007年5月9日 申请日期2006年3月31日 优先权日2006年3月31日专利技术者陈嘉琳, 陈柏, 孙安, 王利, 常丽萍, 李国扬 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤温度传感器，特征在于其构成为：一半导体激光器（７）通过光纤与波分复用器（８）相连，该波分复用器（８）的直通端与ＤＦＢ光纤激光器（６）连接，输出端经光纤隔离器（９）与固定Ｆ－Ｐ光谱分析装置（１０）相连，所述的ＤＦＢ光纤激光器（６）用紫外硅胶封装在铝条（３）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉琳，陈柏，孙安，王利，常丽萍，李国扬，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]