光纤传感器温度测量装置制造方法及图纸

一种温度测量装置，主要有光导纤维、光纤传感器、驱动光源和检测器构成。传感器是一个包括有调制臂、参考臂两条光纤和一个带有双金属片、遮挡箔、金属探头和壳体等组成的传感元件。使用光纤传感器作为温度测量装置的传感元件，使得该装置具有灵敏度高、响应速度快、感应惯性小、动态范围大、防强电（磁）辐射干扰、防燃（爆）、耐腐蚀的特点，适宜远距离和恶劣环境的温度测量。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种温度测量装置。现代测量温度的技术应用相当广泛，其技术手段和适应各种环境的装置形式多种多样，各有其特点。然而，在某些恶劣环境以及不易实现现场直观测量，例如电力变压器的油温及其内部线圈热点的温度测量、在带电条件下实现电厂(站)的母线接头、输电线接头的温度测量、在核(光)幅射和强电(磁)条件下进行温度测量等等。本技术应用光纤技术设计了一种旨在解决上述环境下测量温度的光纤传感器温度测量装置。所设计的光纤传感器温度测量装置，主要包括有驱动光源、光导纤维、传感器和检测器等。驱动光源由驱动器和发光元件组成，以保证光功率输出稳定为可。传感器由一个非金属材料制成的壳体、光导纤维、传感元件、热敏元件等所组成。壳体中制有两个黑色空腔室，目的用来吸收因传导而来的幅射热。包括有调制臂和参考臂的两条光纤从壳体中的黑腔室(以垂直腔室面的方向)平行穿过，其中含有调制臂的光纤在黑室中以微小间隙断开。传感元件是一个导热性能良好的材料制成的金属探头，其固定在壳体上。与探头紧密连接的热敏元件是一个双金属片，双金属片的另一端连接一硬金属丝，金属丝的下端连接一镀有黑体涂层的铜箔－－遮挡箔，该箔装置在含有调制臂光纤的黑腔室中、且可在光纤断点间隙中移动。测温时，探头接触被测物受热并传至双金属片，该片受热变形而牵动硬金属丝并带动遮挡箔在调制臂光纤断点间隙中移动，会遮挡光纤断面并改变其通光量，则实现了光强度的调制。当外界因素，如压力、温度、湿度等使参考臂光纤的传光物理特性发生变化时，调制臂光纤和参考臂光纤同步变化，使两臂输出光功率比值为恒定值，以消除外界因素带来的测量误差。检测器主要有一个前级双臂电流预放大器和一个差动式放大器组成。其目的主要是将光通量变化转换成电压信号。如在检测器输出终端接入数字电压表或其它计量仪表，即可测得实际温度。本设计的测温装置，为提高测量精度，可采取以下改进措施；(1)为保证温度传感的重复一致性，双金属片除要求导热性良好外，还应选择具有良好记忆性能的材料。(2)为排除被测物体周围环境因素的干扰，参考臂光纤在黑腔室中也制有断点间隙。(3)调制、参考臂光纤在其断点处的截面应制成矩形的。其目的在于当温度每升高一定幅度，遮挡箔所遮住的光纤截面积与其光通量等同。即温度－－电压曲线为线性的。如此段光纤为圆形截面，则应在检测端匹配非线性放大器，使检测输出为线性化。本技术设计的测温装置，具有灵敏度高、测量精度高、响应速度快、感应惯性小、动态范围大、防强电(磁)幅射干扰、防燃(爆)、耐腐蚀之特点，适用于石油化工、航天、航空、冰川、海洋等
以及其他恶劣(特殊)环境。附图所示为该测温装置的一种方案。附图说明图1为光纤传感器温度测量装置总系统图(输出终端略)，其中1－－驱动光源2－－参考臂光纤3－－调制臂光纤4－－探头5－－双金属片6－－硬金属丝7－－遮挡箔8－－壳体9－－黑体腔室10－－检测器图2为光纤传感器结构剖面图，其中2－－参考臂光纤3－－调制臂光纤4－－探头5－－双金属片6－－硬金属丝7－－遮挡片8－－壳体9－－黑体腔室图3为检测器线路图。权利要求1.一种温度测量装置，包括驱动光源、光纤传感器、光导纤维和检测器等，其特征在于光纤传感器是一个其中制有两个黑色腔室的壳体、包括有调制臂和参考臂在内的两条光导纤维、一个热敏元件--双金属片和硬金属丝紧连接的传感元件--金属探头及遮挡箔所组成，探头固定在壳体上，两条光纤分别从壳体的两个黑腔室中平行穿过，其中调制臂光纤在其黑室中断开一定间隙，遮挡箔为一有黑体镀层的铜箔、且可在调制臂光纤断开间隙中移动，该传感器的输入端邻接驱动光源，输出端邻接检测器。2.按权利要求1所述的装置，其特征在于检测器主要有一个前级双臂电流预放大器和一个差动放大器组成。专利摘要一种温度测量装置，主要有光导纤维、光纤传感器、驱动光源和检测器构成。传感器是一个包括有调制臂、参考臂两条光纤和一个带有双金属片、遮挡箔、金属探头和壳体等组成的传感元件。使用光纤传感器作为温度测量装置的传感元件，使得该装置具有灵敏度高、响应速度快、感应惯性小、动态范围大、防强电(磁)辐射干扰、防燃(爆)、耐腐蚀的特点，适宜远距离和恶劣环境的温度测量。文档编号G01K5/00GK2033898SQ88202220公开日1989年3月8日 申请日期1988年3月24日 优先权日1988年3月24日专利技术者刘建民 申请人:刘建民本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量装置，包括驱动光源、光纤传感器、光导纤维和检测器等，其特征在于光纤传感器是一个其中制有两个黑色腔室的壳体、包括有调制臂和参考臂在内的两条光导纤维、一个热敏元件－－双金属片和硬金属丝紧连接的传感元件－－金属探头及遮挡箔所组成，探头固定在壳体上，两条光纤分别从壳体的两个黑腔室中平行穿过，其中调制臂光纤在其黑室中断开一定间隙，遮挡箔为一有黑体镀层的铜箔、且可在调制臂光纤断开间隙中移动，该传感器的输入端邻接驱动光源，输出端邻接检测器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建民，
申请(专利权)人：刘建民，
类型：实用新型
国别省市：65[中国|新疆]