一種藍(lán)寶石高溫傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種藍(lán)寶石高溫傳感器，包括藍(lán)寶石光纖和藍(lán)寶石晶片，藍(lán)寶石光纖的入射端固定連接有多模光纖，反射端與藍(lán)寶石晶片相連，藍(lán)寶石光纖與藍(lán)寶石晶片的連接處設(shè)置有斜角；藍(lán)寶石光纖的反射端外套裝有耐高溫插芯，耐高溫插芯外套裝有耐高溫套筒，耐高溫材料為陶瓷、藍(lán)寶石或剛玉等材料，耐高溫套筒的一端與藍(lán)寶石晶片固定連接。本發(fā)明能夠校準(zhǔn)藍(lán)寶石光纖，還能對(duì)藍(lán)寶石光纖和藍(lán)寶石晶片進(jìn)行緊密固定，有效防止了高溫膠滲入藍(lán)寶石光纖的端頭；且能夠防止光纖端面與藍(lán)寶石晶片之間發(fā)生干涉，提高了干涉光譜的質(zhì)量。
【專利說明】
一種藍(lán)寶石高溫傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)寶石高溫傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]美國弗吉尼亞理工大學(xué)光電子研究中心的Yizheng Zhu于2005年提出并制作了一種基于藍(lán)寶石晶片的法珀高溫傳感器。
[0003]該結(jié)構(gòu)的傳感器在制作時(shí)，因?yàn)槊?xì)現(xiàn)象的存在高溫膠很容易滲入到藍(lán)寶石光纖的端頭，污染光纖端頭和藍(lán)寶石晶片，這樣干涉光譜的質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重下降，造成制作成功率很低。本次主要就是為了改進(jìn)這個(gè)技術(shù)問題。該傳感器使用0°角端面的藍(lán)寶石光纖，這樣光纖端面與藍(lán)寶石晶片之間呈平行關(guān)系，容易發(fā)生干涉，影響晶片本身干涉信號(hào)的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中高溫膠容易滲入藍(lán)寶石光纖，且0°角端面的藍(lán)寶石光纖容易發(fā)生干涉的缺陷，提供一種新固定結(jié)構(gòu)，且藍(lán)寶石光纖端面設(shè)置斜角的藍(lán)寶石高溫傳感器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明提供一種藍(lán)寶石高溫傳感器，包括藍(lán)寶石光纖和藍(lán)寶石晶片，藍(lán)寶石光纖的入射端固定連接有多模光纖，反射端與藍(lán)寶石晶片相連，藍(lán)寶石光纖與藍(lán)寶石晶片的連接處設(shè)置有斜角；
[0007]藍(lán)寶石光纖的反射端外套裝有耐高溫插芯，耐高溫插芯外套裝有耐高溫套筒，耐高溫套筒的一端與藍(lán)寶石晶片固定連接。
[0008]進(jìn)一步地，本發(fā)明的藍(lán)寶石光纖反射端與藍(lán)寶石晶片之間的斜角的角度為3°-10。。
[0009]進(jìn)一步地，本發(fā)明的藍(lán)寶石光纖反射端與藍(lán)寶石晶片之間的斜角的角度為5°，通過對(duì)藍(lán)寶石光纖反射端的端面進(jìn)行研磨，形成5°的斜角。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明的藍(lán)寶石光纖與耐高溫插芯之間通過高溫膠粘連，耐高溫插芯與耐高溫套筒之間通過高溫膠粘連，耐高溫套筒與藍(lán)寶石晶片之間通過高溫膠粘連。
[0011]進(jìn)一步地，本發(fā)明的耐高溫插芯的長(zhǎng)度大于耐高溫套筒的長(zhǎng)度。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明的耐高溫插芯與藍(lán)寶石晶片之間設(shè)置有空隙。
[0013]進(jìn)一步地，本發(fā)明的多模光纖與藍(lán)寶石光纖通過熔接的手段進(jìn)行固定。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明的耐高溫插芯和耐高溫套筒為陶瓷、藍(lán)寶石或剛玉材料。
[0015]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的藍(lán)寶石高溫傳感器，通過耐高溫插芯和耐高溫套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠校準(zhǔn)藍(lán)寶石光纖，還能對(duì)藍(lán)寶石光纖和藍(lán)寶石晶片進(jìn)行緊密固定，使耐高溫插芯端面和藍(lán)寶石晶片分離開，避免了毛細(xì)現(xiàn)象，有效防止了高溫膠滲入藍(lán)寶石光纖的端頭;通過在藍(lán)寶石光纖端面設(shè)計(jì)的斜角結(jié)構(gòu)，能夠防止光纖端面與藍(lán)寶石晶片之間發(fā)生干涉，提高了干涉光譜的質(zhì)量，提高了傳感器探頭的操作成功率。
【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)寶石高溫傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)寶石高溫傳感器的斜角光線反射示意圖；
[0019]圖中，1-藍(lán)寶石光纖，2-藍(lán)寶石晶片，3-耐高溫插芯，4-耐高溫套筒，5-高溫膠，6_多模光纖，7-空隙。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的藍(lán)寶石高溫傳感器，包括藍(lán)寶石光纖I和藍(lán)寶石晶片2，藍(lán)寶石光纖I的入射端固定連接有多模光纖6，反射端與藍(lán)寶石晶片2相連，藍(lán)寶石光纖I與藍(lán)寶石晶片2的連接處設(shè)置有斜角；
[0022]藍(lán)寶石光纖I的反射端外套裝有耐高溫插芯3，耐高溫插芯3外套裝有耐高溫套筒4，耐高溫套筒4的一端與藍(lán)寶石晶片2固定連接。
[0023]如圖2所示，為了避免光纖與晶片之間發(fā)生干涉，提高晶片干涉光譜的質(zhì)量，采用斜5°端頭的藍(lán)寶石光纖。其他斜度的也可以使用，但是角度太小效果不明顯，角度太大會(huì)影響反射光譜的強(qiáng)度，藍(lán)寶石光纖I反射端與藍(lán)寶石晶片2之間的斜角最合適的角度范圍為
3。-10。。
[0024]藍(lán)寶石光纖I與耐高溫插芯3之間通過高溫膠5粘連，耐高溫插芯3與耐高溫套筒4之間通過高溫膠5粘連，耐高溫套筒4與藍(lán)寶石晶片2之間通過高溫膠5粘連。耐高溫插芯3的長(zhǎng)度大于耐高溫套筒4的長(zhǎng)度。耐高溫插芯3與藍(lán)寶石晶片2之間設(shè)置有空隙。多模光纖6與藍(lán)寶石光纖I通過熔接的手段進(jìn)行固定。
[0025]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器結(jié)構(gòu)包含多模光纖、藍(lán)寶石光纖、藍(lán)寶石晶片、耐高溫插芯和耐高溫套管五個(gè)部分。其中多模光纖與藍(lán)寶石光纖熔接在一起，而藍(lán)寶石光纖的前端與藍(lán)寶石晶片接觸。藍(lán)寶石光纖和藍(lán)寶石晶片采用“耐高溫插芯-耐高溫套管-高溫膠”結(jié)構(gòu)固定在一起。該結(jié)構(gòu)既可以校準(zhǔn)藍(lán)寶石光纖，也可以將光纖和晶片粘接固定起來。
[0026]由藍(lán)寶石光纖傳輸?shù)墓庠谳敵龆嗣嫣幇l(fā)生折射，通過空氣介質(zhì)后到達(dá)藍(lán)寶石晶片(法珀腔)。其中將藍(lán)寶石光纖的端面設(shè)計(jì)成斜5°角，以有效抑制藍(lán)寶石光纖端面和藍(lán)寶石晶片之間的干涉現(xiàn)象。經(jīng)過藍(lán)寶石晶片前后兩個(gè)面的反射后，得到強(qiáng)度不同的兩束反射光，這兩束光發(fā)生干涉，得到干涉光譜信號(hào)。該光譜信號(hào)經(jīng)過藍(lán)寶石光纖、多模光纖輸出給光譜儀。
[0027]對(duì)于一個(gè)指定的傳感器，干涉光譜信號(hào)與溫度之間呈現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過對(duì)光譜信號(hào)的解調(diào)就可以得到相應(yīng)的溫度值。
[0028]因?yàn)閭鞲衅餍枰透邷?800°C，所以采用陶瓷、藍(lán)寶石、剛玉等耐高溫材料。如果將耐高溫插芯和耐高溫套筒合為一體，制作出一種長(zhǎng)尾椎耐高溫插芯，也可以起到相同的作用。這種高溫傳感器可以實(shí)現(xiàn)高溫、高壓、高腐蝕、強(qiáng)電磁輻射的惡劣環(huán)境下對(duì)20 °C-1800°C范圍溫度的測(cè)量。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，包括藍(lán)寶石光纖(I)和藍(lán)寶石晶片(2)，藍(lán)寶石光纖(I)的入射端固定連接有多模光纖(6)，反射端與藍(lán)寶石晶片(2)相連，藍(lán)寶石光纖(I)與藍(lán)寶石晶片(2)的連接處設(shè)置有斜角； 藍(lán)寶石光纖(I)的反射端外套裝有耐高溫插芯(3)，耐高溫插芯(3)外套裝有耐高溫套筒(4)，耐高溫套筒(4)的一端與藍(lán)寶石晶片(2)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，藍(lán)寶石光纖(I)反射端與藍(lán)寶石晶片(2)之間的斜角的角度為3°-10°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，藍(lán)寶石光纖(I)反射端與藍(lán)寶石晶片(2)之間的斜角的角度為5°，通過對(duì)藍(lán)寶石光纖(I)反射端的端面進(jìn)行研磨，形成5°的斜角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，藍(lán)寶石光纖(I)與耐高溫插芯(3)之間通過高溫膠(5)粘連，耐高溫插芯(3)與耐高溫套筒(4)之間通過高溫膠(5)粘連，耐高溫套筒(4)與藍(lán)寶石晶片(2)之間通過高溫膠(5)粘連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，耐高溫插芯(3)的長(zhǎng)度大于耐高溫套筒(4)的長(zhǎng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，耐高溫插芯(3)與藍(lán)寶石晶片(2)之間設(shè)置有空隙(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，多模光纖(6)與藍(lán)寶石光纖(I)通過熔接的手段進(jìn)行固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石高溫傳感器，其特征在于，耐高溫插芯(3)和耐高溫套筒(4)為陶瓷、藍(lán)寶石或剛玉材料。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK106066215SQ201610613437
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日
【發(fā)明人】周次明, 梁偉龍, 范典, 桂新旺, 周鵬宇
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)