一种温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种温度传感器，包括：光源、耦合器、回音壁谐振腔、以及光谱检测器；其中，回音壁谐振腔为体积随温度变化的热敏材质谐振腔，用于对入射至回音壁谐振腔内的光线进行共振叠加形成共振光波；耦合器用于将光源的光线耦入回音壁谐振腔且将回音壁谐振腔中的共振光波耦出并输入至光谱检测器；光谱检测器用于检测共振光波的共振波峰波长。本申请利用热敏材料制成的回音壁谐振腔，并利用形成的共振光波的波峰波长对回音壁谐振腔的半径变化敏感度高，实现对待测物温度的高精度检测，即便待测物的温度非常微小波动导致回音壁谐振腔体积变化非常小，也能够在共振光波波峰中体现出来，提高接触式温度传感器的检测精度。提高接触式温度传感器的检测精度。提高接触式温度传感器的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种温度传感器


[0001]本专利技术涉及温度传感
，特别是涉及一种温度传感器。

技术介绍

[0002]温度测量在生化分析、环境监测、健康生活方式等领域发挥着重要作用。传统的温度测量主要分为接触式和非接触式两种，非接触式的测温设备最常用的是红外热像仪，而接触式测温设备多为电传感器，主要采用热敏电阻或热敏电偶等热敏材料感应温度变化。这种电传感器因为其自身热敏材料性能的原因，灵敏度并不高，对于对温度测量精度要求较高的应用场合中难以达到测量要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种温度传感器，提高了接触式温度传感器的检测精度，有利于接触式温度传感器的广泛应用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种温度传感器，包括：光源、耦合器、回音壁谐振腔、以及光谱检测器；
[0005]其中，所述回音壁谐振腔为体积随温度变化的热敏材质谐振腔，用于对入射至所述回音壁谐振腔内的光线进行共振叠加形成共振光波；
[0006]所述耦合器用于将所述光源的光线耦入所述回音壁谐振腔且将所述回音壁谐振腔中的共振光波耦出并输入至所述光谱检测器；
[0007]所述光谱检测器用于检测所述共振光波的共振波峰波长。
[0008]在本申请的一种可选地实施例中，所述耦合器为光纤耦合器，所述光纤耦合器为一端具有楔形斜端面的光纤；
[0009]所述回音壁谐振腔设置在所述光纤耦合器具有所述楔形斜端面的一端，所述光源和所述光谱检测器设置在所述光纤耦合器背离所述回音壁谐振腔的一端；
[0010]所述光纤耦合器通过所述楔形斜端面将所述光源入射至所述光纤耦合器中的光线耦入所述回音壁谐振腔，且通过所述楔形斜端面将所述共振光波从所述回音壁谐振腔耦出并耦入所述光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器输入至所述光谱检测器。
[0011]在本申请的一种可选地实施例中，所述光纤耦合器的带有楔形斜端面的一端的端面包括斜平面和竖直平面，所述竖直平面为和所述光纤耦合器的长度方向垂直的表面，且所述竖直平面上设置有反光膜层。
[0012]在本申请的一种可选地实施例中，所述反光膜层为氮化硅膜层。
[0013]在本申请的一种可选地实施例中，所述楔形斜端面和所述光纤耦合器长度方向的夹角为0度～15度或75度～90度。
[0014]在本申请的一种可选地实施例中，所述回音壁谐振腔的外表面和所述光纤耦合器的楔形斜端面的最小间距为0.5微米至1微米。
[0015]在本申请的一种可选地实施例中，所述回音壁谐振腔为PDMS实心球或PDMS实心圆
盘。
[0016]在本申请的一种可选地实施例中，所述回音壁谐振腔的外表面设置有反光膜层，且所述回音壁谐振腔和所述耦合器相耦合的位置表面不设置反光膜层。
[0017]在本申请的一种可选地实施例中，所述回音壁谐振腔的半径为200微米至250微米。
[0018]本专利技术所提供的温度传感器，包括：光源、耦合器、回音壁谐振腔、以及光谱检测器；其中，回音壁谐振腔为体积随温度变化的热敏材质谐振腔，用于对入射至回音壁谐振腔内的光线进行共振叠加形成共振光波；耦合器用于将光源的光线耦入回音壁谐振腔且将回音壁谐振腔中的共振光波耦出并输入至光谱检测器；光谱检测器用于检测共振光波的共振波峰波长。
[0019]本申请提供了一种新的接触式温度传感器，利用热敏材料制成的回音壁谐振腔，并采用光纤耦合器将光线耦入至回音壁谐振腔内，使得光线在回音壁谐振腔即可形成共振光波，且基于回音壁谐振腔内产生共振光波的原理可知，该共振光波的波峰波长对回音壁谐振腔的半径变化敏感度高，即便是回音壁谐振腔的体积发生微小变化，共振光波的波峰波长也会相应偏移，再利用光谱检测器对共振光波的波峰进行检测，即可确定回音壁谐振腔的和待测物发生热传递后的温度大小，进而实现对待测物温度的高精度检测。由此本申请中的温度传感器，即便待测物的温度非常微小波动导致回音壁谐振腔体积变化非常小，也能够在共振光波波峰中体现出来，由此可以实现温度的高精度检测。
附图说明
[0020]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的温度传感器的光路结构示意图。
具体实施方式
[0022]在传统的接触式温度传感器中，主要通过将热敏电阻和待测物相互接触，使得热敏电阻和待测物之间发生热递，而热敏电阻的电阻大小随温度变化而变化。在热敏电阻两端的电压大小不变的情况下，输出的的电流值大小和电阻成反比，因此，电流变化的大小也即反映了热敏电阻的温度高低。但是这种接触式温度传感器电流表对电流大小测量精度有限，甚至当待测物温度发生微小波动时，电流波动也相对较小时，往往难以经过电流变化识别出来。
[0023]为此，本申请提供了一种能够提高接触式测温的测温精度的技术方案，下面将以具体实施例进行详细说明。
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]如图1所示，图1为本申请实施例提供的温度传感器的光路结构示意图，该温度传感器可以包括：
[0026]光源1、耦合器2、回音壁谐振腔3、以及光谱检测器4；
[0027]其中，回音壁谐振腔3为体积随温度变化的热敏材质谐振腔，用于对入射至回音壁谐振腔3内的光波进行共振叠加形成共振光波；
[0028]耦合器2用于将光源1的光线耦入回音壁谐振腔3且将回音壁谐振腔3中的共振光波耦出并输入至光谱检测器4；
[0029]光谱检测器4用于检测共振光波的共振波峰波长。
[0030]需要说明的是，当光沿具有旋转对称的几何结构的腔体边缘通过反射传播时，若在腔体边缘的两次反射之间的光路是波长的整数倍，会产生干涉加强现象即共振现象，形成驻波也即是共振光波，这种驻波模式称之为回音壁模式，用来约束光场形成驻波的几何结构的腔体即被称为回音壁谐振腔。回音壁谐振腔具有很高的品质因子和较小的体积(半径在微米量级)，能极大地增强腔体内光场与物质相互作用，因此回音壁谐振腔具有极高的传感灵敏度，广泛应用于各种传感检测中。常见的回音壁谐振腔包含微球腔、微盘腔和微芯圆环腔等。
[0031]在回音壁谐振腔内形成的共振光波，共振波峰的波长和回音壁谐振腔的半径之间满足m为正整数，λ为共振波峰的波长，n为回音壁谐振腔相对于外部环境介质的折射率，应当大于1。目前对回音壁谐振腔作为传感器应用时，一般是将该回音壁谐振腔置于待测物中，相应地，回音壁谐振腔外部基于待测物的不同对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器，其特征在于，包括：光源、耦合器、回音壁谐振腔、以及光谱检测器；其中，所述回音壁谐振腔为体积随温度变化的热敏材质谐振腔，用于对入射至所述回音壁谐振腔内的光线进行共振叠加形成共振光波；所述耦合器用于将所述光源的光线耦入所述回音壁谐振腔且将所述回音壁谐振腔中的共振光波耦出并输入至所述光谱检测器；所述光谱检测器用于检测所述共振光波的共振波峰波长。2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述耦合器为光纤耦合器，所述光纤耦合器为一端具有楔形斜端面的光纤；所述回音壁谐振腔设置在所述光纤耦合器具有所述楔形斜端面的一端，所述光源和所述光谱检测器设置在所述光纤耦合器背离所述回音壁谐振腔的一端；所述光纤耦合器通过所述楔形斜端面将所述光源入射至所述光纤耦合器中的光线耦入所述回音壁谐振腔，且通过所述楔形斜端面将所述共振光波从所述回音壁谐振腔耦出并耦入所述光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器输入至所述光谱检测器。3.如权利要求2所述的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，葛梦凡，张树斌，李朝阳，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：