專利名稱：一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感裝置，特別是涉及一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置。
背景技術(shù)：
溫度影響各種物理、化學(xué)反應(yīng)的過程，是最重要的指標(biāo)之一，所以溫度傳感器廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)?，F(xiàn)有的溫度傳感器種類繁多、性能各異，光纖類的溫度傳感裝置由于抗電磁干擾、精度高、易構(gòu)建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)或陣列而受到重視，但現(xiàn)有的光纖類溫度傳感裝置仍有成本高、對應(yīng)用條件要求苛刻等缺點(diǎn)，普及推廣受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置。該溫度傳感裝置通過將雙金屬片或記憶合金與雙芯光纖結(jié)合，當(dāng)溫度變化時(shí)，雙金屬片或記憶合金的彎曲導(dǎo)致雙芯光纖的彎曲，而使雙芯光纖內(nèi)的兩個(gè)光信號通道之間光信號的變化，通過光探測器檢測到該變化，可以達(dá)到監(jiān)測溫度變化的目的。該裝置具有使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:包括雙芯光纖和通過膠黏劑固定于傳感光纖上的溫敏材料板；所述的雙芯光纖內(nèi)包括光通道一和光通道二 ；還包括光源模塊和光探測模塊，所述的光源模塊與耦合器二連接，耦合器二與雙芯光纖的一端連接，且耦合器二只與雙芯光纖中的光通道一連接，雙芯光纖的另一端與耦合器一連接，耦合器一只與雙芯光纖中的光通道二連接，所述的耦合器一與光探測模塊連接；所述的雙芯光纖包括包層一和位于包層一外側(cè)的包層二，在包層一內(nèi)安置有纖芯一和纖芯二，所述的纖芯一和纖芯二的折射率大于包層一的折射率，包層一的折射率大于包層二的折射率，在包層二外側(cè)是保護(hù)層，且纖芯一和纖芯二表面之間的最小距離不大于5微米，所述的纖芯一和纖芯二分別是光通道一和光通道二。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一位于雙芯光纖的中心軸上，所述的纖芯二圍繞纖芯一螺旋安置。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的溫敏材料板是雙金屬片或記憶合金片。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一和纖芯二是由透明的高分子材料構(gòu)成。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯二的折射率高于纖芯一的折射率。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一的外徑大于纖芯二的外徑。
上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一和纖芯二是以相互螺旋纏繞的形式安置于包層一內(nèi)。上述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一的折射率較包層一的折射率不高于0.1%，所述的纖芯二的折射率較包層一的折射率不低于0.3%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明相對于傳統(tǒng)電學(xué)類的溫度傳感器具有抗電磁干擾、結(jié)構(gòu)小巧的優(yōu)點(diǎn)，且易構(gòu)建溫度傳感網(wǎng)絡(luò)或陣列，形成準(zhǔn)分布式的溫度傳感裝置。2、本發(fā)明相對于光纖光柵類的溫度裝置具有動(dòng)態(tài)范圍大，采用光源和光探測器就可完成測試，不需要波長解調(diào)裝置，所以成本低、精度高，具有良好的市場前景。

3、若采用低成本的高分子聚合物的雙芯光纖可以進(jìn)一步降低生產(chǎn)制造的成本，由于聚合物光纖的光纖芯徑大、易彎曲，便于大批量生產(chǎn)。4、本發(fā)明裝置采用的是暗場監(jiān)測技術(shù)，具有較高的精度和較大的動(dòng)態(tài)范圍。綜上所述，本發(fā)明的基于雙芯光纖的溫度傳感裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的市場前景。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中雙芯光纖與溫敏材料板的局部俯視結(jié)構(gòu)不意圖。圖3為圖2的測試結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為雙芯光纖的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為雙芯光纖徑向的折射率分布的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:
I一纖芯；2 —包層一'；3 一包層二；
4 一包層三；5—保護(hù)層；6—光探測模塊；
7—耦合器一；8 —溫敏材料板；9 一膠黏刻；
II一雙芯光纖；12—光源模塊；13—耦合器二；
15一光通道一；16—光通道二。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所不的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置,其特征在于:包括雙芯光纖11和通過膠黏劑9固定于傳感光纖11上的溫敏材料板8 ;所述的雙芯光纖11內(nèi)包括光通道一 15和光通道二 16 ;還包括光源模塊12和光探測模塊6,所述的光源模塊12與耦合器二 13連接，耦合器二 13與雙芯光纖11的一端連接，且耦合器二 13只與雙芯光纖11中的光通道一 15連接，雙芯光纖11的另一端與耦合器一 7連接，耦合器一7只與雙芯光纖11中的光通道二 16連接，所述的耦合器一 7與光探測模塊6連接；所述的雙芯光纖11包括包層一 3和位于包層一 3外側(cè)的包層二 4，在包層一 3內(nèi)安置有纖芯一 I和纖芯二 2,所述的纖芯一 I和纖芯二 2的折射率大于包層一 3的折射率,包層一 3的折射率大于包層二 4的折射率,在包層二 4外側(cè)是保護(hù)層5,且纖芯一 I和纖芯二 2表面之間的最小距離不大于5微米，所述的纖芯一 I和纖芯二 2分別是光通道一 15和光通道二 16。工作過程是，光源模塊12發(fā)出的光信號通過耦合器二 13進(jìn)入雙芯光纖11的光通道一 15內(nèi)傳輸,也就是在纖芯一 I內(nèi)傳輸，大部分光信號在纖芯一 I內(nèi)傳輸，仍會(huì)有少量的光信號在包層一 3內(nèi)傳輸,并有部分I禹合進(jìn)入光通道一 15內(nèi)傳輸,也就是纖芯二 2內(nèi)傳輸，該光信號耦合器一 7進(jìn)入光探測模塊6內(nèi)；當(dāng)溫度變化時(shí)，溫敏材料板8彎曲，從而使通過膠黏劑9固定于溫敏材料板8上的部分雙芯光纖11彎曲，纖芯一 I內(nèi)傳輸?shù)墓庑盘栍懈嗟牟糠竹詈线M(jìn)纖芯二 2內(nèi)，光探測模塊6獲取該變化的信號，從而完成對溫度的監(jiān)測目的。所述的膠黏劑可以是硅樹脂、環(huán)氧樹脂等材料。優(yōu)選的，所述的溫敏材料板8是雙金屬片或記憶合金片。雙金屬片可以是銅鋁或銅鐵雙金屬材料板；記憶合金片可以是有鎳鈦記憶合金構(gòu)成。優(yōu)選的，所述的纖芯一 I位于雙芯光纖11的中心軸上，所述的纖芯二 2圍繞纖芯
一I螺旋安置。便于包層一 3內(nèi)的光信號更容易I禹合進(jìn)纖芯二 2內(nèi)。優(yōu)選的，所述的纖芯一 I和纖芯二 2是由透明的高分子材料構(gòu)成。進(jìn)一步的，所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。優(yōu)選的，所述的纖芯二 2的折射率高于纖芯一 I的折射率。使纖芯二 2具有更好的束縛光信號的能力。優(yōu)選的，所述的纖芯一 I的外徑大于纖芯二 2的外徑。優(yōu)選的，所述的纖芯一 I和纖芯二 2是以相互螺旋纏繞的形式安置于包層一 3內(nèi)。優(yōu)選的，所述的纖芯一 I的折射率較包層一 3的折射率不高于0.1 %，所述的纖芯
二2的折射率較包層一 3的折射率不低于0.3%。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:包括雙芯光纖(11)和通過膠黏劑(9)固定于傳感光纖(11)上的溫敏材料板⑶；所述的雙芯光纖(11)內(nèi)包括光通道一(15)和光通道二(16);還包括光源模塊(12)和光探測模塊￠)，所述的光源模塊(12)與耦合器二(13)連接，耦合器二(13)與雙芯光纖(11)的一端連接，且耦合器二(13)只與雙芯光纖(11)中的光通道一(15)連接，雙芯光纖(11)的另一端與耦合器一(7)連接，耦合器一(7)只與雙芯光纖(11)中的光通道二(16)連接，所述的耦合器一(7)與光探測模塊(6)連接；所述的雙芯光纖(11)包括包層一(3)和位于包層一(3)外側(cè)的包層二(4)，在包層一(3)內(nèi)安置有纖芯一(I)和纖芯二(2),所述的纖芯一(I)和纖芯二(2)的折射率大于包層一(3)的折射率，包層一(3)的折射率大于包層二(4)的折射率，在包層二(4)外側(cè)是保護(hù)層(5),且纖芯一(I)和纖芯二(2)表面之間的最小距離不大于5微米,所述的纖芯一(I)和纖芯二(2)分別是光通道一(5)和光通道二(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一⑴位于雙芯光纖(11)的中心軸上，所述的纖芯二⑵圍繞纖芯一⑴螺旋安置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的溫敏材料板(8)是雙金屬片或記憶合金片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一(I)和纖芯二(2)是由透明的高分子材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的高分子材料是有機(jī)玻璃、氟塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯二(2)的折射率高于纖芯一(I)的折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一⑴的外徑大于纖芯二⑵的外徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一(I)和纖芯二(2)是以相互螺旋纏繞的形式安置于包層一(3)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，其特征在于:所述的纖芯一(I)的折射率較包層一(3)的折射率不高于0.1 %，所述的纖芯二(2)的折射率較包層一(3)的折射率不低于0.3%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙芯光纖的溫度傳感裝置，包括雙芯光纖和溫敏材料板；雙芯光纖內(nèi)包括光通道一和光通道二；包括光源模塊和光探測模塊，光源模塊與耦合器二連接，耦合器二與雙芯光纖的一端連接，且耦合器二只與雙芯光纖中的光通道一連接，雙芯光纖的另一端與耦合器一連接，耦合器一只與雙芯光纖中的光通道二連接，耦合器一與光探測模塊連接；雙芯光纖包括包層一和包層二，在包層一內(nèi)安置纖芯一和纖芯二，在包層二外側(cè)是保護(hù)層，且纖芯一和纖芯二表面之間的最小距離不大于5微米，纖芯一和纖芯二分別是光通道一和光通道二。該基于雙芯光纖的溫度傳感裝置使用方便、成本低，具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號G01K11/32GK103162865SQ20111042719
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司