專利名稱：光纖溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及全光纖電流互感器傳感頭的溫度測量的光纖溫度傳感器。
背景技術(shù)：
光纖溫度傳感器在現(xiàn)在的社會生活中有著廣泛的運用，它采用光纖作光路，結(jié)合探頭跟儀表分離的結(jié)構(gòu)使得它能在強(qiáng)電磁、高電壓、核輻射及不能使用引線進(jìn)行傳輸?shù)葪l件下進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的光纖溫度傳感器，如光纖光柵溫度傳感器，是應(yīng)用光刻腐蝕和鍍敷金屬材料的方法在光纖包層上直接形成的。在外界溫度發(fā)生變化吋，首先鍍在光纖表面上的鋁鍍層發(fā)生熱脹冷縮，使光纖受到拉伸或壓縮引起光纖內(nèi)傳輸模體積的變化，這種變化導(dǎo)致光能量的損失，引起輸出信號光強(qiáng)度的改變，最終實現(xiàn)對溫度的測量。而本實用新型避免了傳統(tǒng)光纖溫度傳感器有元件分立結(jié)構(gòu)、多光源要求、傳感元件制造難度大等問題，很好的滿足了全光纖電流互感器苛刻工作條件的要求，具有在線式結(jié)構(gòu)、可靠性高、信號傳輸穩(wěn)定、測量精度尚、體積小、造價低和響應(yīng)快等優(yōu)點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可靠性高、信號傳輸穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)緊湊的新型光纖溫度傳感器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是光纖溫度傳感器，包括SLD光源、消偏器、環(huán)路器、單模光纖、偏振分束器、保偏光纖、光纖波片、光纖反射鏡、第一探測器和第二探測器，所述SLD光源、消偏器和環(huán)路器的一個通道處于同一光軸上，所述環(huán)路器的另ー個通道與第一探測器連接，所述單模光纖一端與環(huán)路器相連，另一端與偏振分束器的ー個通道相連，所述偏振分束器的另ー個通道與第ニ探測器連接，所述保偏光纖一端與偏振分束器相連，另一端與光纖波片成與偏振軸偏離45度熔接連接，所述光纖反射鏡置于光纖波片后方。進(jìn)ー步，所述SLD光源為超輻射發(fā)光二極管組成的光源。進(jìn)ー步，所述第一探測器和第二探測器為光電ニ級管。進(jìn)ー步，所述第一探測器和第二探測器是探測偏振分束器輸出的兩個正交偏振態(tài)光的能量的儀器。本實用新型的有益效果本實用新型光纖溫度傳感器包括SLD光源、消偏器、環(huán)路 器、單模光纖、偏振分束器、保偏光纖、光纖波片、光纖反射鏡、第一探測器和第二探測器，本實用新型采用反射式結(jié)構(gòu)，簡化了光路，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，更符合全光纖電路互感器的結(jié)構(gòu)要求，同時在線波片提高了光信號的傳輸穩(wěn)定性和測量的精度，而且采用保偏光纖波片大大降低了制作難度跟成本。以下結(jié)合附圖
對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)ー步說明圖I是本實用新型光纖溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型光纖溫度傳感器ー實施例示意圖。圖中SLD光源I、消偏器2、環(huán)路器3、單模光纖4、偏振分束器5、保偏光纖6、光纖波片7、光纖反射鏡8、第一探測器9、第二探測器10、偏振態(tài)測量設(shè)備11。
具體實施方式
參照圖I，光纖溫度傳感器，包括SLD光源I、消偏器2、環(huán)路器3、單模光纖4、偏振分束器5、保偏光纖6、光纖波片7、光纖反射鏡8、第一探測器9和第二探測器10,所述SLD光源I、消偏器2和環(huán)路器3的ー個通道處于同一光軸上，所述環(huán)路器3的另ー個通道與第一探測器9連接，所述單模光纖4 一端與環(huán)路器3相連，另一端與偏振分束器5的一個通道相連，所述偏振分束器5的另ー個通道與第二探測器10連接，所述保偏光纖6 —端與偏振分束器5相連,另一端與光纖波片7成與偏振軸偏離45度熔接連接,所述光纖反射鏡8置于光纖波片7后方。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，所述SLD光源I為超輻射發(fā)光二極管組成的光源，該光源為寬譜光源，可以減少光纖光路中發(fā)生的瑞利背向散射與信號光發(fā)生干渉引起的噪聲，提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一探測器9和第二探測器10為光電ニ級管。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一探測器9和第二探測器10是探測偏振分束器5輸出的兩個正交偏振態(tài)光的能量的儀器。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，該光纖溫度傳感器是基于保偏光纖熱雙折射效應(yīng)建立的，測量的過程如下SLD光源I發(fā)出的部分偏振光，經(jīng)過消偏器2后變?yōu)榉瞧窆?，再通過環(huán)路器3進(jìn)入到偏振分束器5的ー個通道,輸出后變?yōu)楣馐噶科叫杏诒Ｆ饫w主軸的線偏振光,然后進(jìn)入溫度感應(yīng)區(qū)，感應(yīng)區(qū)為一段保偏光纖波片7,波片前端光軸與入射保偏光纖光軸成與偏振軸偏離45度熔接，這樣在光纖波片7內(nèi)存在兩個正交偏振態(tài)的光，它們在波片后端的反射鏡8處反射后再次通過偏振分束器5分束輸出，兩個正交偏振態(tài)的光一路通過環(huán)路器3的另ー個通道輸出，一路由偏振分束器5的另一通道輸出，最后分別通過第一探測器9和第ニ探測器10接收光信號。當(dāng)周圍環(huán)境溫度變化時，光纖波片7的熱雙折射效應(yīng)會導(dǎo)致光能量在兩個正交偏振態(tài)之間互相耦合，最后改變了反射光的偏振態(tài)，通過探測偏振分束器5輸出的兩個正交偏振態(tài)的能量變化，從能量變化與溫度變化的近似線性關(guān)系即可以獲得溫度變化信息。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，光纖波片7的長度決定了探測到溫度信號的精度和線性度。進(jìn)ー步作為優(yōu)選的實施方式，偏振分束器5在整個光學(xué)傳輸中起到非常關(guān)鍵的作用，該分束器實現(xiàn)去向起偏，回向偏振分束的作用。參照圖2，為簡化的光纖溫度傳感器，結(jié)構(gòu)上去掉偏振分束器5、第一探測器9和第ニ探測器10，増加一偏振態(tài)測量設(shè)備11，因此也改測量光強(qiáng)的變化為偏振態(tài)的變化。光纖波片7感受溫度的變化時，波片中的兩個正交偏振態(tài)的能量發(fā)生相互耦合，這樣便改變波片輸出的偏振態(tài)，利用偏振態(tài)測量設(shè)備11檢測光路系統(tǒng)的輸出偏振態(tài)，接著相應(yīng)定量各偏振態(tài)所對應(yīng)不同的溫度，最終實現(xiàn)對溫度的測量。但是這種方案的缺點是需要昂貴的偏振態(tài)測量設(shè)備11 ;光的偏振態(tài)比較容易受環(huán)境各種因素的影響，從而影響溫度的測量精度。[0024] 當(dāng)然，本實用新型并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出等同變形或替 換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.光纖溫度傳感器，其特征在于包括SLD光源(I)、消偏器(2)、環(huán)路器(3)、單模光纖(4)、偏振分束器(5)、保偏光纖(6)、光纖波片(7)、光纖反射鏡(8)、第一探測器(9)和第二探測器(10)，所述SLD光源(I)、消偏器(2)和環(huán)路器(3)的ー個通道處于同一光軸上，所述環(huán)路器(3)的另ー個通道與第一探測器(9)連接，所述單模光纖(4) 一端與環(huán)路器(3)相連，另一端與偏振分束器(5)的ー個通道相連，所述偏振分束器(5)的另ー個通道與第二探測器(10)連接，所述保偏光纖(6)—端與偏振分束器(5)相連，另一端與光纖波片(7)成與偏振軸偏離45度熔接連接,所述光纖反射鏡(8)置于光纖波片(7)后方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖溫度傳感器，其特征在于所述SLD光源(I)為超輻射發(fā)光二極管組成的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖溫度傳感器，其特征在于所述第一探測器(9)和第二探 測器(10)為光電ニ級管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的光纖溫度傳感器，其特征在于所述第一探測器(9)和第ニ探測器(10)是探測偏振分束器(5)輸出的兩個正交偏振態(tài)光的能量的儀器。
專利摘要本實用新型公開了一種光纖溫度傳感器，包括SLD光源、消偏器、環(huán)路器、單模光纖、偏振分束器、保偏光纖、光纖波片、光纖反射鏡、第一探測器和第二探測器，所述SLD光源、消偏器和環(huán)路器的一個通道處于同一光軸上，環(huán)路器的另一個通道與第一探測器連接，單模光纖一端與環(huán)路器相連，另一端與偏振分束器的一個通道相連，偏振分束器的另一個通道與第二探測器連接，保偏光纖一端與偏振分束器相連，另一端與光纖波片成與偏振軸偏離45度熔接連接，光纖反射鏡置于光纖波片后方，本實用新型具有在線式結(jié)構(gòu)、可靠性高、信號傳輸穩(wěn)定、測量精度高、體積小、造價低和響應(yīng)快的優(yōu)點，作為光纖溫度傳感器廣泛運用于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域中。
文檔編號G01K11/32GK202403833SQ201120562559
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者吳明玉, 鄧忠華, 黃偉溪 申請人:廣東中鈺科技有限公司