【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，具体涉及一种同时测量声音、温度的光纤多参量传感器。
技术介绍
1、物联网是一个由各种信息传感设备和互联网相结合形成的庞大网络，是互联网升级和信息时代的核心。物联网的发展需要智能感知、识别和通讯等技术支撑，感知的关键是传感器和相关技术。可以毫不夸张地说，如果没有传感器的发展，物联网就不会繁荣。随着物联网(iot)的发展，传感器行业也将迎来爆发。传感器在物联网收集数据中不可或缺，并发挥着至关重要的作用。随着世界开始进入快速增长的信息时代，收集和处理信息时要首先要解决的问题是获得可靠和准确的信息。传感器是获取信息的主要手段。例如，在工业4.0时代，传感器被用来监视和控制生产过程的参数，以保持设备正常运行；而在智能家居领域，传感器是用户和家庭用品(灯、电视、冰箱，等)互动的基础；在无人驾驶中，需要通过传感器收集和处理交通和环境数据，以便在路上安全驾驶。可以说，未来物联网的市场牵动着传感器市场。随着传感器向智能化、集成化、网络化的发展，相比于传统的传感器，光纤传感器耐腐蚀、结构微型化、灵敏度高，具有抗电磁干扰、成本低廉等优点，因此光纤传感器在物联网等应用领域有极大的优势。
2、温度作为基本的热力学参数之一，在航空航天、生物医疗、食品存储等许多行业中发挥着极其重要的作用，因此，准确测量温度具有重要意义。迄今为止，温度传感器已占据全球传感器市场份额的80％，其中最常用的是基于塞贝克效应的热电元件和具有温度依赖性的热阻元件。前者测温范围广，可达数千度，成本低廉，结构简单且使用方便。后者适用于中低温区间，并且重复
3、目前声音、温度传感器大部分都是测量单一物理量的传感器，但是，对于这些单个传感器检测或者两个传感器组合检测的方式而言，在具体使用时还存在着一些不足。
4、首先，多个传感器的体积很大，有限的空间内无法放置更多的传感器。
5、其次，对于现有复合式光纤传感器，对于每个传感器均配置一个解调器，由于解调器在生产过程中存在工艺误差，使得不同解调器的实际解调标准与理论解调标准存在误差，当传感器的数量越多，则需要的解调器的数量越多，使得复合式光纤传感器的检测精度越低，且多个解调器的设置同时还意味着成本的提高。
6、传统的光纤温度传感器自问世以来就受到了人们的广泛关注，它是被最早开发也是应用最多的一类光纤传感器，到目前为止已有多种基于不同原理的光纤温度传感结构相继被提出，如分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器以及基于弯曲损耗的光纤温度传感器等。其中分布式光纤温度传感器是一种利用光纤同时作为传感元件和传输介质的传感系统，在传感光纤所处区域内，利用光纤中的光散射机制，根据沿光纤路径上传输的散射光的参数与光纤所处环境温度、应变等之间的关系来获取信息的分布。
7、光纤光栅传感器是一种波长调制的光纤传感器，其将光纤bragg波长作为感知元件来获取外界环境物理量的变化信息。在20世纪80年代末，morey等人首次利用光纤光栅研究了其对应变和温度变化的传感特性，在此之后，光纤光栅传感器的应用范围越来越广，逐渐被制成各类传感器应用在不同领域，不过用于监测温度还是最常见的一种。尽管如此，普通的光纤光栅温度传感器的温度传感灵敏度在0.01nm/℃左右，该灵敏度对于其他种类的光纤温度传感器来说相对较小，所以不适合一些对温度灵敏度要求较高的应用。
8、干涉型光纤传感器是通过在制作过程中让光纤干涉仪形成不同光路，这样便可以让光纤中传播的两束光发生干涉效应来实现信息获取的一类传感器，两条光路中的其中一条往往因易受外部环境的干扰来达到传感的目的。光纤干涉仪的传输特性可以用光谱分析仪观测，因此可以根据频率、相位或光强等信息的变化来确定监测值的变化。不过随着高分辨率传感应用的增加，传统单干涉仪光纤传感器已无法满足检测的需求。
9、传统的光纤声音传感器根据声场与光的耦合形式的不同可分为间接耦合型与直接耦合型。光纤声传感器，其中间接耦合型光纤声传感器使用了声耦合材料，常用的有光纤、声敏感膜片等，声场通过声耦合材料间接与光相互作用；直接耦合型光纤声传感器无声耦合材料，声场与光直接相互作用。目前发展较为成熟并广泛使用的多为间接耦合型。间接耦合型光纤声传感器主要分为光强调制型、相位调制型和波长调制型等类型。光强调制型光纤声传感技术是一种使用广泛的传统技术，其利用声波振动影响光传输通道从而进行测量，主要包括五种类型：弯曲波导型、耦合波导型、悬臂型、反射型、移动闸门型，如图1所示。
10、相位调制型光纤声传感器利用光纤干涉仪探测声场引起的光路光程微小变化，从而实现声场检测，主要包括四种类型：马赫-曾德尔干涉仪型(mach-zehnderinterferometer,mzi)、迈克尔逊干涉仪型(michelson interferometer,mi)、萨格奈克干涉仪型(sagnac interferometer,si)和法布里-珀罗干涉仪型(fabry–pérotinterferometer,fpi)，如图2所示。
11、mi型光纤声传感器原理与mzi型是相似的，不同之处是mi型光纤声传感器采用反射型干涉结构，因此mi型光纤声传感器除了结合mzi型光纤声传感器的相关方法提升灵敏度和频率响应，还可以对mi型光纤声传感器的反射结构进行优化获得较好的线性响应度。2011年，国防科技大学张学亮等采用光纤布拉格光栅(fiber bragg grating,fbg)作为mi的反射器件，测得频率响应范围100hz～2khz内波动低于0.3db。2016年，华中科技大学鲁平等采用聚合物(pp/pet)膜作为mi型的反射镜，参考光和信号光均入射至该反射镜上可成倍提高灵敏度，实现频率响应范围90hz～4khz，相移灵敏度高达0.398rad/pa。
技术实现思路
1、本专利技术提出的一种同时测量声音、温度的光纤多参量传感器、设备及存储介质，可至少解决
技术介绍
中的技术问题之一。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，包括测量系统、信息处理系统和显示系统；
4、测量系统包括膜片和光纤传感器探头；
5、膜片包括依次设置的温度感知层、声音感知层和反射信息层，所述温度感知层为掺杂的钙钛矿量子点层，基于掺杂的钙钛矿量子点层发光波段及发光强度随温度变化特性实现温度测量；
6、所述声音感知层为不与钙钛矿发生反应的透明涂层，所述声音感知层用于感受声波的大小；
7、所述反射信息层为ito薄膜，并基于ito薄膜反射红外光，透过可见光的特性将信息传输给光纤传感器探头；
8、激光器发出的激光，通过光纤传输经光纤传感器探头发射到反射信息层，声音强度的改变会引本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于，包括测量系统、信息处理系统和显示系统；
2.根据权利要求1所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：其中钙钛矿量子点的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：对粗溶液以10000r/min的转速进行离心5min。
4.根据权利要求2所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：生成沉淀后以10000r/min的转速再次离心5min。
5.一种同时测量声音、温度的测量方法，基于权利要求1-4任意一项所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的同时测量声音、温度的测量方法，其特征在于：波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输；
7.根据权利要求6所述的同时测量声音、温度的测量方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于，包括测量系统、信息处理系统和显示系统；
2.根据权利要求1所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：其中钙钛矿量子点的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：对粗溶液以10000r/min的转速进行离心5min。
4.根据权利要求2所述的同时测量声音、温度的光纤多参量传感器，其特征在于：生成沉淀后以1...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟翔，陈雪岩，叶腾凌，刘雨佳，马孟超，何冬青，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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