一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器制造技术

一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，包括第一单模光纤，第一单模光纤的一端插于石英毛细管的一端内，第一单模光纤和石英毛细管的接合部以及插于石英毛细管内的第一单模光纤1的第一端面上，充填有温度敏感材料；石英毛细管的另一端插有第二单模光纤的一端，插于石英毛细管内的第二单模光纤的第二端面与第一单模光纤端面上的温度敏感材料的薄膜面间构成FP腔；当温度变化时，温度敏感材料由于热膨胀效应体积会变大，对FP腔长度具有调制作用，进而影响干涉光谱；另外，外部的入射光经过FP腔内的界面a及界面反射，形成两束反射光，由于光程的不同，从而引起相位延迟，进而产生干涉图样；本实用新型专利技术具有结构简单、灵敏度高、精度高，成本低和易于制造优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器
本技术涉及光纤传感器件
，具体涉及一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器。
技术介绍
近年来，人们已经提出了各种类型的光纤温度传感器。其中，光纤布拉格光栅(FBG)可能是最常用和最常用的光纤温度传感器，但其灵敏度有限(10pm/℃)。此外，全光纤结构的法布里珀罗(FabryPerot)干涉仪传感结构同样由于光纤材料的低热膨胀系数和热光学系数的限制，其温度灵敏度也不高(低于15pm/℃)。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于温度敏感材料调制FP腔(FabryPerot腔)的光纤温度传感器，能够利用温度敏感材料的热膨胀系数大，实现对FP腔的调制,对温度进行高灵敏和高精度测量；具有结构简单、灵敏度高、精度高，成本低和易于制造优点。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，包括第一单模光纤1，所述第一单模光纤1的一端插于石英毛细管2的一端内，第一单模光纤1和石英毛细管2的接合部以及插于石英毛细管2内的第一单模光纤1的第一端面1-1上，充填有温度敏感材料3；石英毛细管2的另一端插有第二单模光纤4的一端，插于石英毛细管2内的第二单模光纤4的第二端面2-1与第一单模光纤1端面上的温度敏感材料3的薄膜面3-1间构成FP腔。所述第一端面1-1粗糙，第二端面2-1平整。所述第一单模光纤1与第二单模光纤4的纤芯直径为8.2μm，包层直径为125μm。所述石英毛细管2外径350-370μm，内径140-160μm。所述第一单模光纤1与第二单模光纤4分别插入石英毛细管2内部5-7mm。所述温度敏感材料3为LOCTLTE361。所述温度敏感材料3的薄膜面3-1厚度为80-200um。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术利用温度敏感材料3的热膨胀效应调制FP腔的腔长，有效地避免温度敏感材料3在FP腔中，其热光效应和热膨胀效应共同影响传感结构对温度响应，无法区分热膨胀效应对温度单独响应的难题。2、解决了光纤温度传感器灵敏度局限于光纤的问题，在灵敏度大大提高的同时，本技术对温度具有高精度的响应。综上，本技术具有结构简单、灵敏度高、精度高，成本低和易于制造优点。附图说明图1是本技术结构示意图。图2是本技术原理图及光路变化示意图。图3是本技术在35-55℃范围对温度的响应光谱图。图4是本技术在40-41℃对温度响应光谱图。图5是本技术在50-51℃对温度响应光谱图。图6是本技术波长漂移随温度变化的线性拟合曲线图。图中：1、第一单模光纤；1-1、第一端面；2、石英毛细管；2-2、第二端面；3、温度敏感材料；3-1、薄膜面；4、第二单模光纤。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。参见图1，一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，包括第一单模光纤1，所述第一单模光纤1的一端插于石英毛细管2的一端内，第一单模光纤1和石英毛细管2的接合部以及插于石英毛细管2内的第一单模光纤1的第一端面1-1上，充填有温度敏感材料3；石英毛细管2的另一端插有第二单模光纤4的一端，插于石英毛细管2内的第二单模光纤4的第二端面2-1与第一单模光纤1端面上的温度敏感材料3的薄膜面3-1间构成FP腔。所述第一端面1-1粗糙，第二端面2-1平整。所述第一单模光纤1与第二单模光纤4的纤芯直径为8.2μm，包层直径为125μm。所述石英毛细管2外径350-370μm，内径140-160μm。所述第一单模光纤1与第二单模光纤4分别插入石英毛细管2内部5-7mm。所述温度敏感材料3为LOCTLTE361。所述温度敏感材料3的薄膜面3-1厚度为80-200um。本技术的工作原理为：参见图3至图6本技术在第二单模光纤4的第二端面2-1和温度敏感材料3的薄膜面3-1之间形成一个FP腔，作为传感腔，当温度变化时，温度敏感材料3由于热膨胀效应体积会变大，对FP腔长度具有调制作用，进而影响干涉光谱；参见图2，本技术的第二单模光纤4与空气的交界面为界面a，空气和温度敏感材料3的薄膜面作为界面b；外部的入射光经过界面a被反射，剩余的光继续向前传播，到达界面b，再次被反射，光经过两个界面形成的两束反射光，由于光程的不同，从而引起相位延迟，进而产生干涉图样。以上实施例仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制，有关此
的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本技术的范畴，本技术的保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，包括第一单模光纤(1)，其特征在于：所述第一单模光纤(1)的一端插于石英毛细管(2)的一端内，第一单模光纤(1)和石英毛细管(2)的接合部以及插于石英毛细管(2)内的第一单模光纤(1)的第一端面(1-1)上，充填有温度敏感材料(3)；石英毛细管(2)的另一端插有第二单模光纤(4)的一端，插于石英毛细管(2)内的第二单模光纤(4)的第二端面(2-1)与第一单模光纤(1)端面上的温度敏感材料(3)的薄膜面(3-1)间构成FP腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，包括第一单模光纤(1)，其特征在于：所述第一单模光纤(1)的一端插于石英毛细管(2)的一端内，第一单模光纤(1)和石英毛细管(2)的接合部以及插于石英毛细管(2)内的第一单模光纤(1)的第一端面(1-1)上，充填有温度敏感材料(3)；石英毛细管(2)的另一端插有第二单模光纤(4)的一端，插于石英毛细管(2)内的第二单模光纤(4)的第二端面(2-1)与第一单模光纤(1)端面上的温度敏感材料(3)的薄膜面(3-1)间构成FP腔。


2.根据权利要求1所述的一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，其特征在于：所述第一端面(1-1)粗糙，第二端面(2-1)平整。


3.根据权利要求1所述的一种基于温度敏感材料调制FP腔的光纤温度传感器，其特征在于：所述第一单模光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博文，刘颖刚，宋小亚，赵显锋，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61