一种光纤温度传感器制造技术

一种光纤温度传感器是一种在工厂和实验室使用的高精度测量温度用的光纤温度传感器。整个光纤传感器弯成一“Ｕ”型，多模光导纤维６的上面刻有刻纹段２，在２个刻纹段２之间有原来的光纤。用光刻法及化学腐蚀的方法在光纤包层上直接形成的刻纹镀膜光纤温度传感器是一种不易受外部元件的干扰，不需要干涉仪的，体积小的，能在强磁场和有爆炸性气体的恶劣环境下对温度进行安全的高精度测量的光纤温度传感器。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种在工厂和实验室使用的高精度测量温度用的光纤温度传感器。是用光刻法及化学腐蚀的方法在光纤包层上直接形成的刻纹镀膜光纤温度传感器。在工厂工业生产和实验室工作中，经常遇到温度的高精度测量问题，如反应釜的温度是否适中，工件加温的程度是否适宜，化学反应的精确温度是多少，是否最佳等。测量的方法有多种，可以用水银温度计测量，也可以用热电偶、半导体热敏电阻、铂电阻、铜电阻、集成温度传感器和光纤温度传感器等构成的仪表测量，还可以用光谱法测量。由于光纤测量法电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀，有一些其他类型的传感器所没有的特性，所以在强磁场和有爆炸性气体的恶劣环境下，能够对温度进行安全的高精度测量。在光纤温度传感器中，又分为传输型和功能型两大类传输型光纤温度传感器需要用外部元件来调制光强，并且需要将光纤截成两节，在中间放入某种形式的温度敏感元件，如双金属片，通过它对光源传来的入射光进行调制，再通过出射光纤把光送入检测器变为电量后再进行读数，传输型光纤温度传感器的灵敏度虽高，但是容易受外部元件的干扰。功能型光纤传感器虽不需要用外部敏感元件，并且有很高的精度，但需要某种形式的干涉仪，如迈克耳孙、马赫一曾德尔干涉仪等才能完成。由于干涉仪的布局十分严格，调整比较困难，且体积庞大，所以不能得到广泛的工业应用。本技术的目的就是要提供一种既不易受外部元件的干扰，又不需要干涉仪的、体积小的能在强磁场和有爆炸性气体的恶劣环境下对温度进行安全的、高精度测量的光纤温度传感器。本技术有如下2幅附图；1、光纤温度传感器侧视图2、刻纹镀膜光纤尺寸图在附图中所标各数字分别表示如下1、入射光；2、刻纹段；3、原来光纤；4、铝镀层；6、光纤弯曲处；6、多模光导纤维；7、出射光；8、刻纹段长度；9、原来光纤长度；10、光纤包层外直径；11、刻纹后的包层外直径；12、铝镀层厚度；13、刻纹段总长度。附附图说明图1说明把多模光导纤维6弯成一个“U”形，弯曲处5，在多模光导纤维6的上半段和下半段都刻了刻纹段2，两个刻纹段之间是原来光纤3，刻纹后在刻纹段的外部镀了半面铝镀层4，入射光1从上面耦合进多模光导纤维6；出射光7从多模光导纤维6的下面出来。当外界温度发生变化时，首先由镀在光纤表面上的铝镀层4发生热胀冷缩，使多模光导纤维6受到拉伸或压缩，引起光纤内传输的模体积变化，这种变化导致了出射光7的光强度改变，再通过光电检测元件将光强转换成电流，就可以读数了。由于多模光导纤维6的上半段和下半段都刻了12个刻纹段2，并都镀了铝镀层4，使多模光导纤维6内部各处所受的应力很不相同，引起光弹性效应和双折射效应，使入射光1进入多模光导纤维6后损耗很大，使出射光7减弱，所以灵敏度很高。光纤弯曲处5的作用是既可增加总的刻纹数目，又可以将光纤弯折使用，以减小传感器的长度。灵敏度与刻纹段2的数目成正比，与刻纹段长度8成反比，与刻纹后的包层外直径11成反比。刻纹后的包层外直径11的尺寸为65微米为最佳，不对称的半面铝镀层4的传感器灵敏度比对称铝镀层的传感器灵敏度高。附图2说明刻纹段长度8的尺寸为0.5毫米；原来光纤长度9的尺寸为3.0毫米；光纤包层外直径10的尺寸为125微米；刻纹后的包层外直径11的尺寸为65微米；铝镀层厚度12的尺寸为50微米；刻纹段总长度13的尺寸为39毫米。实施例1.制作照相底版根据图2的刻纹几何尺寸刻纹段长度8的尺寸为0.5毫米；原来光纤长度9的尺寸为3.0毫米；光纤包层外直径10的尺寸为125微米；刻纹后的包层外直径11的尺寸为65微米；铝镀层厚度12的尺寸为50微米；刻纹段总长度13的尺寸为39毫米在白纸上用碳素墨水按4∶1绘制底稿，然后按1∶4在干板玻璃上做成照相底版。2.准备刻纹用多模光导纤维6 找一长度为10cm的带有塑料外套层的、光纤包层外直径10的尺寸为125微米的光导纤维浸入氯甲烷溶液中除去光纤塑料外套层，然后用丙酮、甲醇及去高子水清洗。3.涂胶、烘烤 通过旋转多模光导纤维6使光纤外部涂上一层负性光刻胶，注意胶层要涂得尽可能的均匀，厚薄要适中。再入烘箱中烘烤以增加胶膜与不被腐蚀部分的粘附。烘箱的温度一般控制在80℃左右，时间为15分钟。4.爆光、显影和坚膜 经过上速处理后的多模光导纤维6分两次(上下两大段各一次)在紫外光下进行爆光，此过程须在暗室中进行，光源为80W高压汞灯。爆光后，将经过爆光处理过的光纤部分浸入丙酮中，由于未感受光的部分能被丙酮溶解，感光的部分就被保留下来作蚀刻时的保护膜。接着，把显影后的光纤在80℃左右的烘箱中烘烤半个小时，可以使留下来的胶膜牢固地附着在光纤上，同时可增加胶膜本身的抗腐能力。这样，光纤上待刻纹的图案就清晰地出现在光纤上。5.腐蚀 腐蚀液用氢氟酸HF缓冲液，其成份为HF+NH F+HO，三种成份的配制比为3ml∶6g∶10ml。待刻纹段2腐蚀到刻纹后的包层外直径11的尺寸为65微米时，从溶液中取出。6.去胶 将光纤放在浓硫酸中煮，以除去刻纹后的光纤包层外的光刻胶层，然后用去离子水洗净。7.镀膜 用真空镀膜机对两大刻纹段进行镀铝，铝镀层4的厚度为50微米。8.将刻纹镀膜后的多模光导纤维6弯曲成“U”型，弯曲处5，即成一种光纤温度传感器。权利要求1.一种在工厂和实验室使用的高精度测量温度用的光纤温度传感器，包括多模光导纤维6、刻纹段2、原来光纤3、铝镀层4、光纤弯曲处5部分，其特征在于多模光导纤维6的上面刻有刻纹段2，在两个刻纹段2的之间是原来光纤3，刻纹段2的长度8的尺寸为0.5毫米；原来光纤3的长度9的尺寸为3.0毫米；光纤包层外直径10的尺寸为125微米；刻纹后的包层外直径11的尺寸为65微米；2.根据权利要求1所述一种光纤温度传感器，其特征在于整个光纤传感器弯成一个“U”型，弯曲处5，多模光导纤维6的上半段和下半段都刻了12个刻纹段2；3.根据权利要求1所述一种光纤温度传感器，其特征在于多模光导纤维6的上半段和下半段的刻纹处都镀了半面铝镀层4，铝镀层厚度12的尺寸为50微米。专利摘要一种光纤温度传感器是一种在工厂和实验室使用的高精度测量温度用的光纤温度传感器。整个光纤传感器弯成一”U“型,多模光导纤维6的上面刻有刻纹段2,在2个刻纹段2之间有原来光纤。用光刻法及化学腐蚀的方法在光纤包层上直接形成的刻纹镀膜光纤温度传感器。是一种不易受外部元件的干扰,不需要干涉仪的,体积小的,能在强磁场和有爆炸性气体的恶劣环境下对温度进行安全的高精度测量的光纤温度传感器。文档编号G01K11/00GK2282180SQ9624036公开日1998年5月20日 申请日期1996年10月5日 优先权日1996年10月5日专利技术者冯越 申请人:冯越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在工厂和实验室使用的高精度测量温度用的光纤温度传感器，包括多模光导纤维６、刻纹段２、原来光纤３、铝镀层４、光纤弯曲处５部分，其特征在于：多模光导纤维６的上面刻有刻纹段２，在两个刻纹段２的之间是原来光纤３，刻纹段２的长度８的尺寸为０．５毫米；原来光纤３的长度９的尺寸为３．０毫米；光纤包层外直径１０的尺寸为１２５微米；刻纹后的包层外直径１１的尺寸为６５微米；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯越，
申请(专利权)人：冯越，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]