一种温湿度双参量传感器及其制备方法和应用技术

技术编号:32458201 阅读:20 留言:0更新日期:2022-02-26 08:41
本发明专利技术公开了一种温湿度双参量传感器及其制备方法和应用,包括依次相连的宽谱光源、第一单模光纤、孔助三芯光纤、第二单模光纤和光谱分析仪;孔助三芯光纤包括一个中心纤芯、一个开放空气孔和一个封闭空气孔;封闭空气孔内设置有第一悬挂纤芯,开放空气孔内设置有第二悬挂纤芯,第一悬挂纤芯和第二悬挂纤芯分别与中心纤芯在不同波长发生共振耦合并形成第一纤内光纤定向耦合器和第二纤内光纤定向耦合器,封闭空气孔内填充热敏材料,第二悬挂纤芯上覆盖有湿敏材料。本发明专利技术具有测量精准、灵敏度高、集成度高等优势,可以有效克服光纤湿度传感器受温度串扰的影响。度传感器受温度串扰的影响。度传感器受温度串扰的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种温湿度双参量传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光纤传感
,涉及一种温湿度双参量传感器及其制备方法和应用,特别涉及一种基于孔助三芯光纤定向耦合器的温湿度双参量传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]相比于传统的湿度传感器,光纤湿度传感器具有响应速度快、灵敏度高、适用于恶劣环境等显著优点。石英是制备光纤最常见的材料,但是石英本身对湿度变化不敏感导致石英光纤基光纤传感器不能直接用于湿度传感。石英光纤基湿度传感器大多采用在石英光纤上集成湿敏材料制备而成,通过测量湿敏材料的折射率变化间接实现湿度传感。然而湿敏材料的折射率不仅受湿度变化影响,通常还受温度变化影响,所以光纤湿度传感器大多面临温度串扰的问题。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术,本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于孔助三芯光纤定向耦合器的温湿度双参量传感器及其制备方法和应用,利用孔助三芯光纤构成的两个不同工作波段的纤内定向耦合器同时进行温度和湿度传感,具有测量精准、灵敏度高、集成度高等优势,可以有效克服光纤湿度传感器受温度串扰的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温湿度双参量传感器,其特征在于:包括依次相连的宽谱光源(1)、第一单模光纤(2)、孔助三芯光纤(3)、第二单模光纤(4)和光谱分析仪(5);所述孔助三芯光纤(3)包括一个中心纤芯(3

1)、一个开放空气孔(3

6)和一个封闭空气孔(3

7);封闭空气孔(3

7)内设置有第一悬挂纤芯(3

2),开放空气孔(3

6)内设置有第二悬挂纤芯(3

3),第一悬挂纤芯(3

2)和第二悬挂纤芯(3

3)分别与中心纤芯(3

1)在不同波长发生共振耦合并形成第一纤内光纤定向耦合器和第二纤内光纤定向耦合器,封闭空气孔(3

7)内填充热敏材料(3

5),第二悬挂纤芯(3

3)上覆盖有湿敏材料(3

4)。2.根据权利要求1所述的一种温湿度双参量传感器,其特征在于:第一悬挂纤芯(3

2)和第二悬挂纤芯(3

3)的直径不同或折射率不同,使得第一悬挂纤芯(3

2)和第二悬挂纤芯(3

3)基模与中心纤芯(3

1)基模的相位匹配波长位于不同波段。3.根据权利要求1所述的一种温湿度双参量传感器,其特征在于:利用第一纤内光纤定向耦合器进行温度测量,外界温度变化使第一纤内光纤定向耦合器产生的共振峰发生漂移,通过波长偏移量实现温度测量;利用第二纤内光纤定向耦合器进行湿度测量,外界湿度变化使第二纤内光纤定向耦合器产生的共振峰发生漂移,通过波长偏移量实现湿度测量。4.根据权利要求3所述的一种温湿度双参量传感器,其特征在于:利用第一纤内光纤定向耦合器的温度测量结果对第二纤内光纤定向耦合器进行温度补偿,排除温度串扰。5.根据权利要求1所述的一种温湿度双参量传感器,其特征在于:孔助三芯光纤(3)的直径为125μm,中心纤芯(3

1)直径为8.5

9μm,两个空气孔(3

6,3

7)边缘与中心纤芯(3

1)边缘距离范围为2

8μm,两个悬挂纤芯(3

2,3

3)直径范围为10

13μm,当第一悬挂纤芯(3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨菁邹凤叶鹏李希昕朱正史金辉关春颖
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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