【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤温湿度传感，具体为一种基于pva光纤的温湿度传感器系统。
技术介绍
1、在气象观测、工农业、航空航天、食品和药品储存等制造领域，对湿度和温度有着严格要求，因此，对湿度和温度检测尤为重要。传统的电子式温湿度传感器存在易受电磁干扰，灵敏度低，其性能和应用范围受到一定限制。与此同时，光纤传感器以其微型化、易于集成、生产成本低、抗电磁干扰、分辨率高等优点而备受关注。
2、目前市面上的光纤温湿度传感器种类繁多，但是大多数都存在如结构复杂，灵敏度较低，可重构性低等问题。因此需要进一步改进。与传统石英光纤相比，pva光纤对温度和湿度都具有敏感性。通过表面等离子技术来增强pva光纤传感器灵敏度。市面上基于表面等离子效应的pva光纤传感器为pva薄膜光纤传感器，pva薄膜湿度传感器在石英光纤外表面上涂覆pva薄膜，作为传感器的温度和湿度敏感材料，传感器的敏感材料pva薄膜受到损伤，需要在石英光纤表面重新涂覆pva薄膜或者直接替换涂覆有pva薄膜的石英光纤，而pva薄膜涂覆步骤比较复杂且工作量大，导致传感器的温度和湿度敏感材料可重复利用性低；与pva光纤相比，石英光纤价格相对较高，直接替换会带来成本高的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种基于pva光纤的温湿度传感器系统。
2、一种基于pva光纤的温湿度传感器系统，包括宽带光源，所述宽带光源、偏振分束器、偏振控制器、耦合器、传感器、光谱分析仪和光功率
3、进一步的方案是，所述耦合器为3-db耦合器。
4、进一步的方案是，所述pva光纤的具体制备步骤为：
5、将去离子水和pva颗粒按2.5：1的质量比倒入玻璃烧杯中混合搅拌，并静置1小时；
6、将玻璃烧杯放置在石棉网上，使用酒精灯加热至95摄氏度左右，并持续使用玻璃棒搅拌溶解pva颗粒，直到形成均匀粘稠的混合物；
7、将溶解好的混合物冷却至室温后放进冷冻室静置12小时，冷冻温度范围为-5至-20℃；
8、将冷冻好的混合物放置常温1小时进行解冻，使用尖端钨丝拉制成pva光纤，
9、将拉制好的pva光纤放置在载玻片上，放进冷冻室静置12小时，固化后进行常温解冻；
10、重复上述冷冻解冻操作循环5次，得到固化效果好的pva光纤。
11、进一步的方案是，所述pva颗粒为聚乙烯醇，其型号为阿拉丁1788型，醇解度为87-89％。
12、进一步的方案是，所述金属光栅的具体制备步骤为：
13、将二氧化硅衬底进行清洗加热处理，通过溅射沉积在二氧化硅衬底表面形成金膜层；
14、利用电子束光刻技术在金属膜上沉积光刻胶材料，形成光刻胶层；
15、在光刻胶层上添加带有光栅图案的掩膜，在照明后将光栅图案转移到光刻胶层上；
16、在显影过程中，光刻胶栅格图案在金膜层表面形成；
17、通过离子束蚀刻处理进一步将光刻胶的网格图案转移到金膜层上；
18、清除金膜层上的光刻胶，完成金属光栅的制作。
19、进一步的方案是，所述pva光纤和微纳米光纤的直径为0.7um，pva光纤的长度为65um。
20、进一步的方案是，所述宽带光源的波长范围为1350nm-1750nm。
21、进一步的方案是，所述金属光栅材料为金，光栅周期为0.65um，占空比为0.4。
22、进一步的方案是，所述光刻胶材料为zep520。
23、进一步的方案是，所述pva光纤两端通过静电吸附力与微纳米光纤相连接。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于表面等离子效应的pva光纤温湿度传感器系统，包括宽带光源、偏振分束器、偏振控制器、耦合器、传感器、光谱分析仪和光功率计，耦合器为3-db耦合器；所述传感器包括单模光纤锥、pva光纤、金属光栅、二氧化硅衬底和硅衬底，所述pva光纤左右两端通过静电力与单模光纤锥连接，所述金属光栅位于pva光纤的下方，所述硅衬底位于金属光栅的底部；相较于普通的pva薄膜光纤湿度传感器，当温湿度敏感材料pva光纤受损时，本专利技术可通过直接抽取原有的传感材料pva光纤，重新放置新的pva光纤材料即可完成新传感器的制备，可重复利用率高，与光纤表面涂覆pva薄膜相比，工作量更小，同时pva光纤由pva颗粒和去离子水按照一定的质量比制成的混合溶液进行冷冻，用钨丝拉制成pva纤维并使用冷冻解冻法进行固化后制备得到，少量的pva颗粒就可以制备足够长的pva纤维，pva光纤的成本远低于石英光纤，而本申请只替换传感材料pva光纤，从而具有成本低的优点。本专利技术提供的pva光纤温湿度传感器灵敏度更高，可重构性强，适用范围更广；本专利技术提供的基于表面等离子效应的pva光纤温湿度传感器中光能量主要集中分布在pva光纤，检测灵敏度高，不存在温度交叉敏感；本专利技术提供的基于表面等离子效应的pva光纤温湿度传感器传感材料成本低，制作方式简单。本专利技术提供的基于表面等离子效应的pva光纤温湿度传感器通过利用表面等离子共振技术，从而增强灵敏度，灵活性好、可扩展性强、应用领域广，在温湿度检测方面具有很好的应用前景。
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1.一种基于PVA光纤的温湿度传感器系统，其特征在于，包括宽带光源(1)，所述宽带光源(1)、偏振分束器(2)、偏振控制器(3)、耦合器(4)、传感器(6)、光谱分析仪(5)和光功率计(7)，所述宽带光源(1)的输出端和偏振分束器(2)的输入端相连接，所述偏振分束器(2)的输出端和偏振控制器(3)的输入端相连接，所述耦合器(4)具有三个接口端，分别与偏振控制器(3)的出口端、传感器(6)的输入端和光谱分析仪(5)的反馈端相连接，所述传感器(6)包括单模光纤锥(61)、PVA光纤(62)、金属光栅(63)、二氧化硅衬底(64)和硅衬底(65)，所述单模光纤锥(61)的输入端与所述耦合器(4)相连接，所述单模光纤锥(61)的输出端与所述光功率计(7)相连接，所述PVA光纤(62)两端与单模光纤锥(61)相连接，所述金属光栅(63)位于所述PVA光纤(62)的下方，所述二氧化硅衬底(64)位于金属光栅(63)的底部，所述硅衬底(65)位于二氧化硅衬底(64)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种基于PVA光纤的温湿度传感器系统，所述耦合器(4)为3-dB耦合器。
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