專利名稱：纖維光學(xué)系統(tǒng)及其使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)。然而，雖然本發(fā)明針對具有執(zhí)行壓力測量的能力的纖維光學(xué)系統(tǒng)，但可以將這類系統(tǒng)配置為用來測量其它物理量，諸如溫度。此外，包括用于測量靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)壓力的纖維光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
纖維光學(xué)系統(tǒng)與基于電子傳感器的系統(tǒng)相比具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橥ㄟ^光纖進(jìn)行的信號(hào)傳輸對電磁噪聲不敏感，使得這類纖維光學(xué)系統(tǒng)用于壓力測量的優(yōu)選用途是在可能發(fā)生嚴(yán)重電磁干擾的情況下。此外，這類系統(tǒng)的光學(xué)壓力傳感器元件可以具有比相應(yīng)電子傳感器更高的溫度能力。本發(fā)明更特別地涉及用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其包括
壓力傳感器元件，其具有至少兩個(gè)平行部分反射表面，其中的一個(gè)被布置在隔膜上， 可由于跨越所述隔膜的壓力差而相對于另一固定的所述表面移動(dòng)，所述表面被布置以便根據(jù)這些表面之間的實(shí)際距離引起基本上垂直地入射到兩個(gè)表面上且被其反射的光的干涉現(xiàn)象，
光源，其被配置為發(fā)射光，
光纖，其被配置為接收和傳送在一個(gè)方向中從所述光源到所述壓力傳感器元件的光和在相反方向中采取被所述表面反射的光的形式的測量信號(hào)，以及
設(shè)備(arrangement)，其被配置為接收所述測量信號(hào)并評(píng)估此信號(hào)，以便確定所述隔膜處的壓力值，以及這類系統(tǒng)的用途。通過例如SE 510 449和US 2002/0003917 Al已知這類型的纖維光學(xué)系統(tǒng)，并且其因此基于研究入射在所謂法布里-珀羅腔體的所述兩個(gè)表面上的光的干涉現(xiàn)象以便確定壓力值。這些干涉現(xiàn)象則將是把所述兩個(gè)表面分離的距離的函數(shù)且因此是所述表面在隔膜上相對于另一固定表面的移動(dòng)的函數(shù)。這類已知纖維光學(xué)系統(tǒng)能夠在許多情況下傳送可靠的壓力測量，但是正在進(jìn)行改善這類系統(tǒng)以便使得測量更可靠并擴(kuò)展這類纖維光學(xué)系統(tǒng)的使用領(lǐng)域的嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種相對于已知的這類系統(tǒng)而言至少在某些方面得到改善的纖維光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，通過提供這樣一種系統(tǒng)來獲得此目的，在該系統(tǒng)中，所述壓力傳感器元件由在高達(dá)至少800°C的連續(xù)溫度上穩(wěn)定的材料制成，所述傳感器的至少所述隔膜由 SiC制成，并且連接到所述傳感器元件的所述光纖的至少一部分由能夠耐受至少800°C的連續(xù)溫度的材料制成。具有此類壓力傳感器元件的纖維光纖系統(tǒng)可以用來在嚴(yán)酷環(huán)境下傳送可靠的壓力測量，特別是在溫度高的情況下，諸如在燃料燃燒過程中，例如在內(nèi)燃機(jī)中和燃?xì)鉁u輪機(jī)中。SiC在比800°C更高的溫度上(諸如至少約1500°c)是穩(wěn)定的，使得壓力傳感器元件的所述兩個(gè)表面之間的實(shí)際距離可以基本上與在1000°C 1500°C的溫度范圍內(nèi)隔膜的溫度無關(guān)，其中，對于Si的隔膜而言情況將不是如此。然后，優(yōu)選的是壓力傳感器元件由在高達(dá)至少1000°C的連續(xù)溫度上穩(wěn)定的材料制成，并且直接連接到所述傳感器元件的光纖的所述部分是能夠耐受至少1000°c的連續(xù)溫度的材料。使傳感器的隔膜由SiC制成的另一優(yōu)點(diǎn)是SiC的楊氏模量比Si的高了約三倍，這使得可以將此類型的纖維光學(xué)系統(tǒng)用于測量隨高頻率而變的動(dòng)態(tài)壓力并登記用具有Si隔膜的傳感器不可能登記的壓力變化。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基本上整個(gè)壓力傳感器元件是由SiC制成的。這是優(yōu)選的， 因?yàn)檫@類壓力傳感器元件的高溫性質(zhì)于是將是優(yōu)良的，并且于是還將改善獲得高頻率壓力變化的高準(zhǔn)確度測量的能力。應(yīng)指出的是“由SiC制成”在本上下文中被解釋為還覆蓋具有施加在由SiC制成的隔膜/壓力傳感器元件上的任何類型的另一材料薄膜的情況。此外，此類型的纖維光學(xué)系統(tǒng)中的壓力傳感器元件優(yōu)選地是所謂的MEM器件(微機(jī)電器件)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，傳感器的所述固定表面由具有與所述隔膜共用的晶體結(jié)構(gòu)的SiC單晶層形成。通過晶體結(jié)構(gòu)從所述層到隔膜的轉(zhuǎn)移，傳感器將接收具有非常好地限定的性質(zhì)的結(jié)構(gòu)，這是此類型的傳感器的重要優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述壓力傳感器元件包括具有緊挨著所述光纖的限定所述固定表面的頂面和遠(yuǎn)離所述光纖的由所述隔膜限定的底部的腔體。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述腔體在其隔膜側(cè)面上被覆蓋通過隔膜的開口的層封閉。因此，通過隔膜的開口在產(chǎn)生所述固定表面與隔膜之間的間隙時(shí)可能在那里，因此，通過用在高達(dá)至少800°C的連續(xù)溫度上穩(wěn)定的所述材料層(優(yōu)選地也是SiC)將此開口覆蓋來將其封閉，以便封閉在隔膜側(cè)上的腔體。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述腔體被封閉且所述設(shè)備被配置為確定在所述腔體外面的介質(zhì)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)壓力的值。該腔體必須被封閉以便確定在傳感器外面的靜態(tài)壓力的值，但是在大多數(shù)情況下優(yōu)選的是當(dāng)在測量并然后由所述設(shè)備來確定所述介質(zhì)的動(dòng)態(tài)壓力時(shí)，所述腔體具有到圍繞所述壓力傳感器元件的介質(zhì)的通道狀開口。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述隔膜被設(shè)計(jì)為在相對于所述固定表面移動(dòng)時(shí)在所述表面之外的區(qū)域中變形以被來自所述光纖的光命中，從而保持所述隔膜的反射表面的外觀不受隔膜的此類移動(dòng)的影響。這意味著獲得確定所述壓力值時(shí)的高準(zhǔn)確度的可能性。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述光學(xué)系統(tǒng)包括熒光部件，其被布置于在壓力傳感器元件的所述反射表面的上游從所述光源傳送的所述光的路徑中，并被配置為吸收所述光的一部分以便在所述光纖中在相反的方向中重新發(fā)送由光學(xué)激勵(lì)引起的輔助光以便被提供用于評(píng)估。這類熒光部件的存在使得可以通過在計(jì)算所述壓力時(shí)適當(dāng)?shù)乜紤]光學(xué)路徑中的光損失來對所述設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。還可以通過評(píng)估所述輔助光來檢查光傳送纖維的狀態(tài)。 所述熒光部件還可開發(fā)用于其它類型的評(píng)估，這將在下文中進(jìn)一步描述。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與所述壓力傳感器元件相連地布置所述熒光部件以便暴露于壓力傳感器元件周圍介質(zhì)的與壓力傳感器相同的溫度，所述熒光部件由一種材料制成，該材料具有溫度相關(guān)的熒光性質(zhì)，采取所述輔助光的溫度相關(guān)譜分布或是溫度相關(guān)的最后提及的光的時(shí)間延遲常數(shù)的形式，并且所述系統(tǒng)還包括被配置為接收從所述熒光部件重新發(fā)送的所述光并由其確定壓力傳感器元件周圍的介質(zhì)的溫度值的裝置。這意味著纖維光學(xué)系統(tǒng)還可以用來測量壓力傳感器元件周圍的介質(zhì)的溫度，并且然后還可以使用通過配置所述裝置如此獲得的溫度信息以將這個(gè)信息發(fā)送到所述設(shè)備，并且然后將所述設(shè)備配置為在確定所述隔膜處的所述壓力時(shí)考慮這類溫度信息，使得可以甚至更加提高壓力確定的準(zhǔn)確度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述熒光部件由用Ti摻雜的藍(lán)寶石制成。當(dāng)與壓力傳感器元件相連地布置熒光部件時(shí)，這是適合于用于熒光部件的材料，因?yàn)檫@類熒光部件然后將耐受至少1000°c的連續(xù)溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述熒光部件由摻雜SiC層制成。這構(gòu)成獲得具有用于產(chǎn)生所述輔助光的所述光學(xué)激勵(lì)的適當(dāng)能級(jí)的熒光部件的另一有利方式。此外，這類部件然后將具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，連接到所述傳感器元件的所述光纖的所述部分由藍(lán)寶石制成，其可以耐受所述高溫。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，連接到所述傳感器元件的所述光纖的所述部分具有1 cm 100 cm或1 cm 10 cm的長度。能夠耐受所述連續(xù)溫度所需的光纖長度將位于這些區(qū)間中的至少一個(gè)內(nèi)，因?yàn)樵谙到y(tǒng)的預(yù)期使用中通常將不存在超過這些區(qū)間的上限的這類高連續(xù)溫度。然而，光纖當(dāng)然可以是也超過所述部分的末端的相同材料。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述光纖具有基于石英的標(biāo)準(zhǔn)纖維部分，并且所述系統(tǒng)包括被配置為將所述標(biāo)準(zhǔn)纖維部分連接至連接到所述傳感器元件的所述光纖部分的裝置。其中不要求高溫穩(wěn)定性的基于石英的這類標(biāo)準(zhǔn)纖維部分的使用不僅的確導(dǎo)致相當(dāng)大的成本節(jié)省，而且還可以由此相當(dāng)大地增加到達(dá)所述設(shè)備的測量信號(hào)的強(qiáng)度，因?yàn)樵谶@類標(biāo)準(zhǔn)纖維中傳送光的衰減度比在高溫纖維中低得多。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述連接裝置包括用于將光束從所述纖維部分中的一個(gè)傳遞至另一個(gè)的透鏡，使得可以由多個(gè)纖維部分來形成光傳送路徑。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述光源是單色光源，例如發(fā)光二極管或激光二極管， 優(yōu)選地具有相對于所述纖維的高耦合因數(shù)。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)任意實(shí)施例的用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)與燃料燃燒過程相結(jié)合，諸如在內(nèi)燃機(jī)中和在燃?xì)鉁u輪機(jī)中的用途，其中，可以完全受益于這類纖維光學(xué)系統(tǒng)的特征。通過本發(fā)明的實(shí)施例的以下說明，將清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)以及有利特征。


參考附圖，下面是作為示例引用的本發(fā)明的實(shí)施例的特定說明。在所述附圖中
圖1是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的纖維光學(xué)系統(tǒng)的非常簡化的電路圖； 圖2示意性地舉例說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的纖維光學(xué)系統(tǒng)的壓力傳感器元件； 圖3示意性地舉例說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的纖維光學(xué)系統(tǒng)的壓力傳感器元件； 圖4是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的纖維光學(xué)系統(tǒng)的一部分的簡化視圖；以及
6圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的對應(yīng)于圖4的視圖。
具體實(shí)施例方式圖1非常示意性地舉例說明本發(fā)明適合的類型的纖維光學(xué)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在將簡要地解釋此纖維光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造和操作方式，并對SE 510 449進(jìn)行參考以進(jìn)行此類型纖維光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)一步解釋。纖維光學(xué)系統(tǒng)包括光源1，諸如發(fā)光二極管或激光二極管，發(fā)射具有諸如約750nm 的適當(dāng)波長的單色光，這將在下文進(jìn)一步解釋。從光源1發(fā)射的光在到達(dá)具有兩個(gè)平行部分反射表面的壓力傳感器元件4的光纖3的分支2中被傳送，所述兩個(gè)平行部分反射表面中的一個(gè)5被布置在隔膜6上，可由于跨越隔膜6的壓力差而相對于另一固定所述表面7 移動(dòng)。所述表面5、7之間的典型距離被選擇以便根據(jù)這些表面之間的實(shí)際距離引起基本上垂直地入射到兩個(gè)表面上并被其反射的光的干涉現(xiàn)象。不具有跨越所述隔膜的壓力差的情況下的處于靜止位置的兩個(gè)表面的距離是使得當(dāng)隔膜由于隔膜的這類壓力差而在極限位置之間移動(dòng)時(shí)，其在由于被所述固定表面和被隔膜上的表面反射的光的干涉而引起的信號(hào)的谷值與峰值之間的區(qū)域中移動(dòng)。這意味著跨越所述隔膜的壓力在此測量范圍內(nèi)將是所述距離的單調(diào)函數(shù)。所述系統(tǒng)還包括熒光部件8，諸如用氧化釹或具有熒光性質(zhì)的另一稀土金屬的離子摻雜的玻璃板。熒光部件被布置在壓力傳感器元件的兩個(gè)反射表面上游的從光源傳送的所述光的路徑中，并被配置為吸收來自光源的所述光的一部分以便在所述光纖中在相反方向重新發(fā)送由光學(xué)激勵(lì)引起的輔助光以便被提供用于評(píng)估。此光學(xué)激勵(lì)導(dǎo)致比由光源1發(fā)射的光的波長更長的波長的輔助光，在氧化釹離子的情況下約1060nm。纖維光學(xué)系統(tǒng)還包括分束器9，其在分支10中的光纖3中將在遠(yuǎn)離壓力傳感器元件4的方向傳送的光分離，將被壓力傳感器元件4的所述兩個(gè)平行表面反射的光傳送至檢測器11，檢測器11進(jìn)一步向設(shè)備12發(fā)送電信號(hào)，設(shè)備12被配置為評(píng)估此信號(hào)，從而確定所述隔膜處盛行的壓力值。分束器9將源自于熒光部件8的所述輔助光分離到另一分支13以便由檢測器14進(jìn)行檢測并轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)男盘?hào)。檢測器14將所述信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送到被配置為確定壓力傳感器元件周圍的介質(zhì)的溫度值的裝置15，這將由于用于被選擇用于熒光部件 8的材料的所述輔助光的溫度相關(guān)譜分布或是溫度相關(guān)的最后提及的光的時(shí)間延遲常數(shù)而是可能的。溫度確定裝置15還被配置為將關(guān)于所述溫度的信息發(fā)送到設(shè)備12，并且設(shè)備12 被配置為在確定所述隔膜處的所述壓力時(shí)考慮這類溫度信息。裝置15和設(shè)備12被配置為向設(shè)備16提供關(guān)于溫度和壓力的信息以便顯示這些量。圖2示意性地舉例說明根據(jù)本發(fā)明的纖維光學(xué)系統(tǒng)的壓力傳感器元件4。壓力傳感器元件具有晶體SiC，諸如多型3C的第一層17，其形成采取封閉腔體18的所述固定表面 7的形式的頂面，封閉腔體18具有由隔膜6形成的底部19。第一層17和隔膜6具有通過第一層的單晶結(jié)構(gòu)到隔膜6的轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的公共晶體結(jié)構(gòu)。這樣形成了在底部19的中心部分中的固定表面7和活動(dòng)表面5，其相互平行，部分地反射入射在其上面的光。此外，看起來腔體18在被層25封閉的其隔膜側(cè)面上，層25覆蓋在腔體的產(chǎn)生期間存在的通過隔膜的開
隔膜6被設(shè)計(jì)為當(dāng)在相對于固定表面移動(dòng)時(shí)在表面5外面的區(qū)域20中變形以被來自光纖的光命中。這是通過設(shè)計(jì)具有基本上比所述表面5的直徑大的直徑的隔膜6獲得的，因?yàn)楦裟さ淖冃螌⒅饕谄渲芙缣幇l(fā)生，在那里，其被固定到傳感器元件結(jié)構(gòu)的其余部分。并且，隔膜由晶體SiC制成。腔體的深度、即將表面7和5分離的距離約為1 μπι。通過使整個(gè)壓力傳感器元件由在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1000°C的溫度上穩(wěn)定的SiC制成，纖維光學(xué)系統(tǒng)可以可靠地測量并確定其中存在這類高溫的環(huán)境中的壓力。圖3示意性地舉例說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的纖維光學(xué)系統(tǒng)中的壓力傳感器元件4’，其中，此壓力傳感器元件由于這樣的事實(shí)而不同于根據(jù)圖2的一個(gè)，即，腔體18 提供有到壓力傳感器元件周圍的介質(zhì)的通道狀開口 21，這使得壓力傳感器元件適合于測量動(dòng)態(tài)壓力，即變化的壓力且尤其是隨高頻率而變的壓力，因?yàn)镾iC的高楊氏模量使這成為可能。圖4和圖5分別示意性地舉例說明根據(jù)本發(fā)明的纖維光學(xué)系統(tǒng)中的布置熒光部件 8’和8"的兩個(gè)不同方式。熒光部件8’在圖4所示的實(shí)施例中被布置在光纖的低溫部分中，并且其然后可以由用氧化釹或具有熒光性質(zhì)的任何其它稀土金屬的離子摻雜的玻璃盤制成。部件8’在這里是在由基于石英的標(biāo)準(zhǔn)纖維形成的光纖的低溫部分22與連接到壓力傳感器元件4且由能夠耐受至少800°C的連續(xù)溫度的材料(諸如藍(lán)寶石)制成的光纖的高溫部分23之間傳遞光束的透鏡。根據(jù)圖5的實(shí)施例由于這樣的事實(shí)而不同于根據(jù)圖4的一個(gè)，S卩，熒光部件8"被與壓力傳感器元件相連地布置以便暴露于與壓力傳感器元件相同的壓力傳感器元件周圍介質(zhì)的溫度，這意味著熒光部件必須由能夠耐受高溫的材料制成。這通過由用Ti摻雜的藍(lán)寶石或一層摻雜SiC制成熒光部件8"來實(shí)現(xiàn)。光纖的兩個(gè)部分22和23在這里被適當(dāng)?shù)耐哥RM連接以便在這些部分之間傳遞光束。本發(fā)明當(dāng)然不以任何方式局限于上述實(shí)施例，而是在不脫離如在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚其修改的許多可能性。雖然已經(jīng)顯示用于反射光的所述固定表面是在與光纖分離的壓力傳感器元件的一部分上形成的，但此固定表面可以主要是光纖的一部分。
權(quán)利要求
1.一種用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)，包括 壓力傳感器元件(4)，其具有至少兩個(gè)平行部分反射表面(5、7)，其中的一個(gè)被布置在隔膜(6)上，可由于跨越所述隔膜的壓力差而相對于另一固定的所述表面移動(dòng)，所述表面被布置為以便根據(jù)這些表面之間的實(shí)際距離引起基本上垂直地入射到兩個(gè)表面(5、7)上且被其反射的光的干涉現(xiàn)象， 光源(1)，其被配置為發(fā)射光， 光纖(3)，其被配置為接收和傳送在一個(gè)方向中從所述光源到所述壓力傳感器元件的光和在相反方向中采取被所述表面反射的光的形式的測量信號(hào)，以及 設(shè)備(12)，其被配置為接收所述測量信號(hào)并評(píng)估此信號(hào)，以便確定所述隔膜處的壓力值，其特征在于所述壓力傳感器元件(4)由在高達(dá)至少800°C的連續(xù)溫度上穩(wěn)定的材料制成，所述傳感器的至少所述隔膜(6)由SiC制成，并且連接到所述傳感器元件的所述光纖 (3)的至少一部分(23)由能夠耐受至少800°C的連續(xù)溫度的材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于實(shí)質(zhì)上整個(gè)壓力傳感器元件(4) 由SiC制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器元件(4)包括具有緊挨著所述光纖的限定所述固定表面的頂面(17)和由所述隔膜(6)限定的遠(yuǎn)離所述光纖的底部(19)的腔體(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述腔體(18)被封閉且所述設(shè)備 (12)被配置為確定所述腔體外面的介質(zhì)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)壓力的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述腔體(18)具有到所述壓力傳感器元件(4)周圍的介質(zhì)的通道狀開口(21)，并且所述設(shè)備(12)被配置為確定所述介質(zhì)的動(dòng)態(tài)壓力的值。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述隔膜(6)被設(shè)計(jì)為在相對于所述固定表面(7)移動(dòng)時(shí)在所述表面(5)外面的區(qū)域(20)中變形以被來自所述光纖的光命中，從而保持所述隔膜的反射表面的外觀不受隔膜的這類移動(dòng)的影響。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于其包括熒光部件 (8’、8")，其被布置于在壓力傳感器元件(4)的所述反射表面(5、7)的上游從所述光源(1) 傳送的所述光的路徑中，并被配置為吸收來自光源的所述光的一部分以便在所述光纖中在相反方向中重新發(fā)送由光學(xué)激勵(lì)引起的輔助光以便被提供用于評(píng)估。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述熒光部件(8")被與所述壓力傳感器元件(4 )相連地布置以便暴露于與壓力傳感器元件相同的壓力傳感器元件周圍介質(zhì)的溫度，所述熒光部件由一種材料制成，該材料具有溫度相關(guān)熒光性質(zhì)，其為所述輔助光的溫度相關(guān)譜分布或是溫度相關(guān)的最后提及的光的時(shí)間延遲常數(shù)的形式，并且所述系統(tǒng)還包括被配置為接收從所述熒光部件重新發(fā)送的所述光并由其確定壓力傳感器元件周圍的介質(zhì)的溫度值的裝置(15)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述裝置(15)被配置為將關(guān)于所述溫度的信息發(fā)送到所述設(shè)備(12)，并且所述設(shè)備被配置為在確定所述隔膜(6)處的所述壓力時(shí)考慮這類溫度信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述熒光部件(8")由用Ti摻雜的藍(lán)寶石或摻雜SiC層制成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于連接到所述傳感器元件的所述光纖的所述部分(23)由藍(lán)寶石制成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于連接到所述傳感器元件的所述光纖的所述部分(23)具有1 cm 100 cm或1 cm 10 cm的長度。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光纖具有基于石英的標(biāo)準(zhǔn)纖維部分(22)，并且該系統(tǒng)包括被配置為將所述標(biāo)準(zhǔn)纖維部分連接至連接到所述傳感器元件的光纖的所述部分(23)的裝置(24)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的纖維光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述連接裝置(24)包括用于從所述纖維部分中的一個(gè)向另一個(gè)傳遞光束的透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 14中的任一項(xiàng)所述的用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)與燃料燃燒過程相結(jié)合，諸如在內(nèi)燃機(jī)中和燃?xì)鉁u輪機(jī)中的用途。
全文摘要
一種用于壓力測量的纖維光學(xué)系統(tǒng)具有壓力傳感器元件(4)，其具有至少兩個(gè)平行的部分反射表面(5、7)，其中的一個(gè)被布置在隔膜(6)上，可由于跨越所述隔膜的壓力差而相對于另一固定的所述表面移動(dòng)。所述表面被布置以便根據(jù)這些表面之間的實(shí)際10距離而引起基本地垂直地入射到兩個(gè)表面上且被其反射的光的干涉現(xiàn)象。壓力傳感器元件由在高達(dá)至少800℃的連續(xù)溫度上穩(wěn)定的材料制成。傳感器元件的至少所述隔膜(6)由SiC制成，并且連接到所述傳感器元件的光纖(3)的至少一部分(23)由能夠耐受至少800℃的連續(xù)溫度的材料制成。
文檔編號(hào)G01L9/00GK102460102SQ201080024729
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者約翰遜 H. 申請人:西美亞光學(xué)公司