本實(shí)用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種熒光光纖溫度傳感器以及設(shè)置有該熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光纖傳感技術(shù)測溫原理是基于稀土熒光物質(zhì)的材料特性，某些稀土熒光物質(zhì)受紫外線照射并激發(fā)后，在可見光譜中發(fā)射線狀光譜，即熒光及其余輝(余輝為激勵停止后的發(fā)光)。熒光余輝的衰變時間常數(shù)是溫度的單值函數(shù)，通常溫度越高，時間常數(shù)越小。只要測得時間常數(shù)的值，就可以計(jì)算出溫度。應(yīng)用這種方法測溫的最大優(yōu)點(diǎn)，就是被測溫度只取決于熒光材料的時間常數(shù)，與系統(tǒng)的其他變量無關(guān)，例如光源強(qiáng)度的變化、傳輸效率、耦合程度的變化等都不影響測量結(jié)果，較光強(qiáng)測溫法和波長解調(diào)法原理上有明顯優(yōu)勢。

現(xiàn)有的光纖溫度傳感器就是利用設(shè)置有熒光材料的測溫探頭在紫外線和被測物體溫度的作用下，測溫探頭產(chǎn)生的熒光來計(jì)算被測物體的溫度。然而，現(xiàn)有的光纖溫度傳感器的測溫探頭在進(jìn)行封裝的時候，一般都是將封裝后的測溫探頭設(shè)置為圓柱狀，而這種封裝方式使得在對被測物體進(jìn)行溫度測量時，圓柱狀的測溫探頭與被測物體之間的不具備良好的接觸面，使得測溫探頭無法很好的固定在被測物體上。此外，圓柱狀的測溫探頭在于被測物體連接時屬于線接觸，使得測溫探頭與被測物體之間的接觸面積小，不利于進(jìn)行熱傳遞，使得光纖溫度傳感器的測量效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種具有良好的測量表面、傳熱效果好且測量精度高的熒光光纖溫度傳感器。

本實(shí)用新型的另一目的是提供一種具有良好的測量表面、傳熱效果好且測量精度高的熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的主要目的，本實(shí)用新型提供一種熒光光纖溫度傳感器，其中，包括光纜、測溫探頭和套管，測溫探頭與光纜粘結(jié)固定，套管包裹在測溫探頭和光纜的端部上，套管上設(shè)置有至少一個平面部，平面部用于與被測物體接觸。

一個優(yōu)選的方案是，套管的橫截面呈多邊形設(shè)置。

一個優(yōu)選的方案是，套管的橫截面呈半圓形設(shè)置。

進(jìn)一步的方案是，套管由尼龍制成。

由上可見，通過對在測溫探頭上套裝設(shè)置有平面部的套管，使得該熒光光纖溫度傳感器在對被測物體進(jìn)行溫度測量時，測溫探頭的測溫點(diǎn)與被測物體之間具有良好的接觸平面，使得被測物體與測溫探頭之間能夠通過該接觸平面進(jìn)行穩(wěn)定、均勻的熱傳遞，進(jìn)而改善傳統(tǒng)的測溫探頭與被測物體之間只進(jìn)行線接觸而使得測量效果不佳的問題。此外，通過在套管上設(shè)置平面部，還能夠使得測溫探頭與被測物體之間的連接能夠更加穩(wěn)固，方便將測溫探頭固定在被測物體上，提高測溫探頭的測量精度。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的另一目的，本實(shí)用新型提供一種熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)，包括光路耦合裝置，光路耦合裝置包括濾波片、反光鏡、熒光激勵光源和熒光探測器，反光鏡與濾波片平行設(shè)置，熒光激勵光源與濾波片相對設(shè)置，熒光探測器與反光鏡相對設(shè)置，其中，光路耦合裝置還包括熒光光纖溫度傳感器和光纖接頭，熒光光纖溫度傳感器包括光纜、測溫探頭和套管，測溫探頭與光纜粘結(jié)固定，套管包裹在測溫探頭和光纜的端部上，套管上設(shè)置有至少一個平面部，平面部用于與被測物體接觸，光纖接頭與光纜連接，濾波片與光纖接頭之間設(shè)置有耦合透鏡。

進(jìn)一步的方案是，熒光光纖溫度傳感器還包括光源驅(qū)動電路，光源驅(qū)動電路向熒光激勵光源發(fā)送光源驅(qū)動信號。

更進(jìn)一步的方案是，熒光光纖溫度傳感器還包括熒光信號探測電路，熒光信號探測電路接收熒光探測器送的電信號。

更進(jìn)一步的方案是，熒光光纖溫度傳感器還包括信號解調(diào)處理電路，信號解調(diào)處理電路接收熒光信號探測電路發(fā)送的電壓脈沖信號，且信號解調(diào)電路向光源驅(qū)動電路發(fā)送控制信號。

更進(jìn)一步的方案是，套管的橫截面呈多邊形設(shè)置，或套管的橫截面呈半圓形設(shè)置。

更進(jìn)一步的方案是，套管由尼龍制成。

由上可見，通過在熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)的熒光光纖溫度傳感器的測溫探頭上套裝設(shè)置有平面部的套管，使得該熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)在對被測物體進(jìn)行溫度測量時，測溫探頭的測溫點(diǎn)與被測物體之間具有良好的接觸平面，使得被測物體與測溫探頭之間能夠通過該接觸平面進(jìn)行穩(wěn)定、均勻的熱傳遞，進(jìn)而改善傳統(tǒng)的測溫探頭與被測物體之間只進(jìn)行線接觸而使得測量效果不佳的問題。此外，通過在套管上設(shè)置平面部，還能夠使得測溫探頭與被測物體之間的連接能夠更加穩(wěn)固，方便將測溫探頭固定在被測物體上，提高熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)的測量精度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型熒光光纖溫度傳感器光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的熒光光纖溫度傳感器剖視示意圖。

圖3是本實(shí)用新型熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的第一結(jié)構(gòu)的套管的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實(shí)用新型熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的第二結(jié)構(gòu)的套管的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本實(shí)用新型熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的第三結(jié)構(gòu)的套管的結(jié)構(gòu)圖。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

參照圖1和圖2，熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)5包括光路耦合裝置50、光源驅(qū)動電路57、熒光信號探測電路58和信號解調(diào)處理電路59。其中，光路耦合裝置50包括熒光光纖溫度傳感器1、濾波片52、反射鏡53、熒光激勵光源54、熒光探測器55和光纖接頭56。

熒光光纖溫度傳感器1包括光纜2、測溫探頭3和套管4，光纜2具有光纖21和包裹在光纖21外的保護(hù)層22，測溫探頭3與光纜2的保護(hù)層22粘接固定，并且，測溫探頭3與光纜2的光纖21的端部鄰接。

套管4由導(dǎo)熱系數(shù)高的材料制成，例如，聚碳酸酯、添加了導(dǎo)熱劑的尼龍等。套管4包裹在測溫探頭3和光纜2的保護(hù)層22的端部上，實(shí)現(xiàn)對測溫探頭3和光纜2的封裝，并且，套管4上設(shè)置有至少一個平面部，平面部用于與被物體接觸，以便于與被測物體進(jìn)行連接。

在套管4上設(shè)置平面部，使得熒光光纖溫度傳感器1在對被測物體進(jìn)行測量時，測溫探頭3的測溫點(diǎn)與被測物體之間能夠具有良好的接觸平面，保證測溫探頭3與被測物體之間的擁有足夠大的接觸面積，進(jìn)而使得被測物體和測溫探頭3之間能夠通過該接觸平面進(jìn)行穩(wěn)定、均勻的熱傳遞，提高熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)5的測量精度。此外，測溫探頭3通過套管4的平面部與被測物體接觸，測溫探頭3能夠被更好的固定于被測物體上。相比于現(xiàn)有的將測溫探頭封裝成圓柱狀的光纖溫度傳感器而言，本實(shí)施例的熒光光纖溫度傳感器1將現(xiàn)有的測溫探頭與被測物體之間的接觸面積從線接觸改進(jìn)為面接觸，使得本實(shí)施例的熒光光纖溫度傳感器1及設(shè)置有該熒光光纖溫度傳感器1的熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)均具有較高的測量精度，并且使得測溫探頭3與被測物體之間能夠形成良好的固定，保證了測溫探頭3的測量效果。

此外，如圖1所示，熒光光纖溫度傳感器1的光纜2通過光纖接頭56與光路耦合裝置50的本體連接，并且，在光纖接頭56與濾波片52之間設(shè)置有耦合透鏡51，耦合透鏡51用于對熒光激勵光源54發(fā)出的光和光纖接頭56反射的光進(jìn)行聚焦。

光路耦合裝置50的濾波片52與反光鏡53平行設(shè)置，熒光激勵光源54與濾波片52相對設(shè)置，熒光探測器55與反光鏡53相對設(shè)置。

光源驅(qū)動電路57與熒光激勵光源54電連接并向熒光激勵光源54發(fā)送光源驅(qū)動信號。熒光信號探測電路58與熒光探測器55電連接，熒光信號探測電路58接收熒光探測器55發(fā)送的電信號。信號解調(diào)處理電路59分別與光源驅(qū)動電路57和熒光信號探測電路58，信號解調(diào)處理電路59接收熒光信號探測電路58發(fā)送的電壓脈沖信號，信號解調(diào)處理電路59向光源驅(qū)動電路57發(fā)送控制信號。

優(yōu)選地，光路耦合裝置5還包括顯示裝置6，顯示裝置6由于接收信號解調(diào)處理電路59輸出的數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)該數(shù)據(jù)信號顯示數(shù)據(jù)。

在熒光光纖溫度傳感解調(diào)系統(tǒng)工作時，首先光源驅(qū)動電路57向熒光激勵光源54發(fā)送光源驅(qū)動信號，光激勵光源54根據(jù)光源驅(qū)動信號以預(yù)設(shè)的脈寬及幅度發(fā)射光信號并將光信號傳送到濾波片52，由于濾波片52對光激勵光源54所發(fā)射的紫外光線具有全反射作用，濾波片52將光線反射到耦合透鏡51上，耦合透鏡51將平行光線聚焦到光纖接頭56，光線沿著光纖21傳輸?shù)綗晒夤饫w溫度傳感器1的測溫探頭3上。

在測溫探頭3中設(shè)置有稀土熒光物質(zhì)，稀土熒光物質(zhì)受紫外線照射并激發(fā)后，在可見光譜中發(fā)射線狀光譜，即熒光及其余輝，余輝為激勵光源停止后的發(fā)光。因此，在紫外光線及溫度的作用下，測溫探頭3產(chǎn)生熒光，熒光沿著光纖21傳輸?shù)焦饫w接頭56，并由光纖接頭發(fā)射到耦合透鏡51，耦合透鏡51將熒光形成平行光線傳送到濾波片52，由于濾波片52對熒光具有全透射的作用，因此，熒光可透射穿過濾波片到達(dá)反光鏡53，反光鏡53接著將光線反射熒光探測器55上。

熒光探測器55優(yōu)選為光敏材料探測器，熒光探測器55將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送到熒光信號探測電路58，在熒光信號探測電路58中，電信號經(jīng)過放大、脈沖整形、濾波等處理后得到與熒光衰減信號對應(yīng)的電壓脈沖信號。接著，熒光信號探測電路58將處理后得到的電壓脈沖信號發(fā)送到信號解調(diào)處理電路59。信號解調(diào)處理電路59中對電壓脈沖信號進(jìn)行數(shù)字信號處理，得出所測的溫度數(shù)據(jù)。最后信號解調(diào)處理電路59將溫度數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置6上，以便于檢測人員直觀的獲得所檢測溫度的相關(guān)信息。信號解調(diào)處理電路59還可根據(jù)溫度信息數(shù)據(jù)向光源驅(qū)動電路57發(fā)送控制信號，使光源驅(qū)動電路57可調(diào)節(jié)熒光激勵光源54的所發(fā)射光信號的脈寬及幅度。

需要說明的是，上述所述的套管具有至少一個平面部，具體地說可以是如圖3所示的套管4，套管4的橫截面呈多邊形設(shè)置，該所述多邊形可以為如圖3所述的矩形，當(dāng)然，該所述多邊形還可以是三角形、五邊形、六邊形等等。

一個優(yōu)選的方案是，套管還可以是如圖4所示的套管7，套管7的橫截面呈半圓形設(shè)置，當(dāng)然，套管7的橫截面還可以呈優(yōu)弧弓設(shè)置，或者是呈劣弧弓設(shè)置。

另一個優(yōu)選的方案是，套管還可以是圖5所示的套管8，套管8整體呈棱臺裝設(shè)置，該棱臺可以是如圖5所述的四棱臺，當(dāng)然，也可以是三棱臺、五棱臺、六棱臺等等。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的熒光光纖溫度傳感器及熒光光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)均具有良好的測量表面，提高傳熱效果，使得測溫探頭的測量效果好，提高測量精度。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種變化和更改，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。