近熔点超稳定的全蓝宝石光学微腔高温传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开一种近熔点超稳定的全蓝宝石光学微腔高温传感器及制备方法，包括保护套管、第一插芯、多模光纤、蓝宝石光纤和蓝宝石光学微腔；蓝宝石光学微腔包括蓝宝石材质的第二插芯和蓝宝石晶片，所述蓝宝石晶片采用无胶粘接方式固定在第二插芯的末端；多模光纤和蓝宝石光纤的一端对准固接，而且所述多模光纤和蓝宝石光纤的连接处悬空于所述保护套管内；蓝宝石光纤另一端伸入所述蓝宝石光学微腔内部且与所述蓝宝石晶片距离50～100μm；保护套管套设在部分所述蓝宝石光学微腔的外表面、部分多模光纤和蓝宝石光纤的外表面。所述高温传感器的温度敏感元件仅为蓝宝石晶片，第二插芯和蓝宝石晶片通过无胶工艺固定，制成全蓝宝石光学微腔，高温一致性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤传感器，具体涉及极端环境应用的近熔点超稳定的全蓝宝石光学微腔高温传感器及制备方法。

技术介绍

1、在航空航天、工业冶金、核反应等领域，1700℃以上的超高温探测需求日益突出。传统高温热电偶虽然能够探测到1700℃以上的温度，但其温度响应时间慢、抗极端环境能力差、精度低且寿命低，无法快速准确地感知微小温度变化。光纤高温传感技术作为一种新兴的高温探测手段，其具有体积小、精度高、抗环境干扰能力强等优点，在高温探测方面表现优异。工作在1400℃以上的光纤传感器主要是蓝宝石光纤高温传感器，主要包括以下三种结构型式：基于黑体辐射腔的蓝宝石光纤高温传感器，但其精度差、高温稳定性不足，黑体腔材料与蓝宝石光纤材料高温适配性差，易发生断裂破损；基于光纤光栅的蓝宝石光纤传感器，其制作平台昂贵、加工难度大，且温度高于1700℃时，光栅结构易退化导致传感器失效；基于光学微腔的蓝宝石光纤高温传感器，其精度和灵敏度高，且结构简单，制备成本低，广泛应用于高温探测。

2、然而，基于光学微腔的蓝宝石光纤高温传感器目前难以用于1700℃以上的温度测量，主要有以下两本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于包括保护套管、第一插芯(2)、多模光纤(3)、蓝宝石光纤(5)和蓝宝石光学微腔；

2.根据权利要求1所述全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于，所述蓝宝石光学微腔和蓝宝石光纤(5)形成蓝宝石光学微腔高温探头，其材质均为蓝宝石材质，且所述蓝宝石光纤(5)无胶接触，能够保障1700℃～2000℃近蓝宝石熔点高温的探测；而且所述第二插芯(6)和蓝宝石晶片(7)的连接方式选自二氧化碳激光器焊接或高温热压键合。

3.根据权利要求2所述全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于，所述保护套管包括蓝宝石套管(4)和尾管(1)，其中所述蓝...

【技术特征摘要】

1.一种全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于包括保护套管、第一插芯(2)、多模光纤(3)、蓝宝石光纤(5)和蓝宝石光学微腔；

2.根据权利要求1所述全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于，所述蓝宝石光学微腔和蓝宝石光纤(5)形成蓝宝石光学微腔高温探头，其材质均为蓝宝石材质，且所述蓝宝石光纤(5)无胶接触，能够保障1700℃～2000℃近蓝宝石熔点高温的探测；而且所述第二插芯(6)和蓝宝石晶片(7)的连接方式选自二氧化碳激光器焊接或高温热压键合。

3.根据权利要求2所述全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于，所述保护套管包括蓝宝石套管(4)和尾管(1)，其中所述蓝宝石套管(4)用于保护所述蓝宝石光学微腔和蓝宝石光纤(5)形成的蓝宝石光学微腔高温探头并固定所述蓝宝石光纤(5)与所述第二插芯(6)的相对位置，所述尾管(1)对所述多模光纤(3)进行保护以防止断裂。

4.根据权利要求2所述全蓝宝石光学微腔高温传感器，其特征在于，所述多模光纤(3)和蓝宝石光纤(5)通过电弧熔接机放电熔接，且熔接点距离第一插芯(2)朝向蓝宝石光学微腔的一端5mm～15mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：江俊峰，陈鑫，王双，刘琨，张建德，刘铁根，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：