本實(shí)用新型涉及一種濕度傳感系統(tǒng)，屬于光纖傳感領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光纖傳感技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，由于光纖具有靈敏度高、抗電磁干擾、體積小、易成陣列等諸多特點(diǎn)，在各領(lǐng)域得到研究與應(yīng)用，成為傳感技術(shù)的先導(dǎo)，推動(dòng)著傳感技術(shù)蓬勃發(fā)展；目前光纖常見(jiàn)的光纖傳感器可以分為光纖光柵傳感型、分布式光纖傳感型和相位調(diào)制型；光纖光柵型傳感器具有波長(zhǎng)編碼的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并隨著波長(zhǎng)解調(diào)技術(shù)的發(fā)展，光纖光柵傳感技術(shù)已成熟且部分已商用化；但由于其制作中對(duì)柵距、曝光時(shí)間及折射率調(diào)制的限制，其裸光柵溫度靈敏度不高，制作特殊光柵成本較高；分布式光纖傳感可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大范圍的連續(xù)、長(zhǎng)周期傳感；但信號(hào)需后續(xù)放大處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不易于商品化；相位調(diào)制型既干涉式光纖傳感器具有制作簡(jiǎn)單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，傳感臂方便與其他敏感材料結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)多參量、高靈敏和特殊環(huán)境參量的傳感測(cè)量；本實(shí)用新型采用干涉式傳感，大大提高傳感器靈敏度，同時(shí)由于光纖光柵對(duì)溫度敏感，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量與補(bǔ)償，提高了測(cè)量精度，對(duì)于需要對(duì)濕度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控的實(shí)驗(yàn)環(huán)境或生產(chǎn)生活中由于濕度測(cè)量不準(zhǔn)不及時(shí)而造成人身財(cái)產(chǎn)損失來(lái)說(shuō)，具有高精度高靈敏度的濕度傳感系統(tǒng)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的濕度傳感器精度、靈敏度低的問(wèn)題，現(xiàn)提供可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)幕诜ú祭?珀羅干涉的雙光柵微納光纖濕度傳感系統(tǒng)。

基于法布理-珀羅干涉的雙光柵微納光纖濕度傳感系統(tǒng)；它包括寬帶光源（1）、光纖耦合器（2）、一號(hào)光纖光柵（3）、表面涂覆石墨烯的微納光纖（4）、二號(hào)光纖光柵（5）、光譜儀（6）。

寬帶光源（1）發(fā)出波長(zhǎng)連續(xù)的光，經(jīng)光纖耦合器（2）到達(dá)一號(hào)光纖光柵（3），透射光經(jīng)過(guò)表面涂覆石墨烯的微納光纖（4）傳輸?shù)蕉?hào)光纖光柵（5）。

由于一號(hào)光纖光柵（3）與二號(hào)光纖光柵（5）為匹配光柵，兩光柵的中心波長(zhǎng)相同，當(dāng)光傳輸?shù)蕉?hào)光纖光柵（5），滿足其中心波長(zhǎng)的光將被反射回來(lái)，同時(shí)該波長(zhǎng)的光也滿足一號(hào)光纖光柵（3），該波長(zhǎng)的光將在兩光柵之間反射形成干涉場(chǎng)，滿足條件的波長(zhǎng)將會(huì)將會(huì)經(jīng)光纖耦合器（2）進(jìn)入光譜儀（6）中，得到干涉光譜。

當(dāng)外界濕度變化時(shí)，由于石墨烯對(duì)水蒸氣有吸附作用，表面涂覆石墨烯的微納光纖（4）的有效折射率將會(huì)改變，則由其傳輸?shù)墓獾墓獬虒?huì)改變，相當(dāng)于增加了反射腔長(zhǎng)，從而使干涉譜改變，實(shí)現(xiàn)濕度傳感。

由于一號(hào)光纖光柵（3）與二號(hào)光纖光柵（5）對(duì)溫度敏感，其隨溫度的變化為溫度每變化一攝氏度，光柵的中心波長(zhǎng)漂移10皮米，可以根據(jù)光譜儀（6）接收到的干涉光譜頻譜的位置實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量與補(bǔ)償。

本實(shí)用新型采用干涉式傳感，利用兩匹配光柵與微納光纖組成法布理-珀羅干涉儀，并在微納光纖處涂覆石墨烯，形成腔長(zhǎng)可調(diào)的法布理-珀羅干涉儀，實(shí)現(xiàn)濕度傳感；由于光纖光柵與微納光纖都是體積小、低成本的光學(xué)元器件，且光纖光柵對(duì)溫度敏感，可以對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量與補(bǔ)償，因此本實(shí)用新型所述的基于法布理-珀羅干涉的雙光柵微納光纖濕度傳感系統(tǒng)具有高靈敏度與高精度，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量與補(bǔ)償。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于法布理-珀羅干涉的雙光柵微納光纖濕度傳感系統(tǒng)，它包括寬帶光源（1）、光纖耦合器（2）、一號(hào)光纖光柵（3）、表面涂覆石墨烯的微納光纖（4）、二號(hào)光纖光柵（5）、光譜儀（6）；寬帶光源（1）發(fā)出波長(zhǎng)連續(xù)的光，經(jīng)光纖耦合器（2）到達(dá)一號(hào)光纖光柵（3），透射光經(jīng)過(guò)表面涂覆石墨烯的微納光纖（4）傳輸?shù)蕉?hào)光纖光柵（5）；由于一號(hào)光纖光柵（3）與二號(hào)光纖光柵（5）為匹配光柵，兩光柵的中心波長(zhǎng)相同，當(dāng)光傳輸?shù)蕉?hào)光纖光柵（5），滿足其中心波長(zhǎng)的光將被反射回來(lái)，同時(shí)該波長(zhǎng)的光也滿足一號(hào)光纖光柵（3），該波長(zhǎng)的光將在兩光柵之間反射形成干涉場(chǎng)，滿足條件的波長(zhǎng)將會(huì)經(jīng)光纖耦合器（2）進(jìn)入光譜儀（6）中，得到干涉光譜。

根據(jù)干涉光譜中兩峰之間的波長(zhǎng)間距，可以得到法珀腔長(zhǎng)，既微納光纖中光傳輸?shù)墓獬蹋桓缮婀庾V的頻譜寬度與位置由光柵決定，可以根據(jù)頻帶位置，再根據(jù)光柵反射譜波長(zhǎng)隨溫度的變化為每攝氏度10皮米，得到環(huán)境溫度，根據(jù)溫度變化利用光纖的熱膨脹系數(shù)，可以得到微納光纖的長(zhǎng)度變化，對(duì)微納光纖長(zhǎng)度進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后可以根據(jù)光程變化得到有效折射率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)母呔雀哽`敏度濕度測(cè)試。