[发明专利]并行多点式光纤温度检测方法及传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度检测方法，尤其是涉及一种并行多点式光纤检测方法；本发明还涉及实现该方法的并行多点式光纤温度传感器。

背景技术

温度是工程技术和科学研究中十分关注的基本物理参量，它可以反映材料物质内部的物理性质以及化学性质。对温度的测量和监控，在生化、环保、医疗和食品加工领域以及现代工业生产过程中有着十分重要的意义。因此，测温技术一直在不断研究和发展，传统的以热敏电阻、光学高温计等用电信号作为工作基础的温度传感器在国民经济、国防建设、空间技术及科学研究中都发挥了重大的作用。但是对于某些特殊工业环境(如易燃易爆、高电压、大电流、强电流场干扰等)，这些以电信号为工作基础的温度传感器则无能为力。针对传统温度传感器的这一缺点，各种光纤温度传感技术也相继发展起来，比较典型的有基于硅基薄膜、法布里-泊罗干涉和多模干涉原理等。这类型技术结构与信号处理相对复杂，操作也不方便。然而在实际的工程应用中，被测对象往往不是一个点，而是呈现一定空间分布的场，为了获得这一类被测对象的比较完整的信息，需要采用多点式调制的温度传感系统。目前，对于多点式的物理量测量，所能提供的多点式传感器显得笨拙或很不经济。而用于光纤的能实现多点式的温度监控与测量的主要有基于光纤光栅、拉曼散射和布里渊散射等原理的光纤温度传感器，但是这些光纤传感技术的信号解调系统都比较复杂、响应时间较慢而且价格昂贵。因此，设计用于重大工程温度监控的结构简单、价格低廉的多点式光纤温度传感系统，对于工程安全事故的控制有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠精确、实时快速的并行多点式光纤温度检测方法，可用于光纤传感以及多点温度的同时探测，测量范围大、灵敏度高。

本发明的另一目的在于提供实现该方法的并行多点式光纤温度传感器。

本发明目的可通过以下的技术措施来实现，一种并行多点式光纤温度检测方法，由宽带光源发出的光经过光纤耦合器传输入阵列波导光栅并被分成n路单波长的光；n路单波长的光再经过耦合器陈列C1～Cn之后到达光纤传感头S1～Sn，光纤传感头的光纤末端采用环氧树脂封装，在光纤末端与环氧树脂的分界面发生反射，每个光纤传感头的反射光再次经过耦合器陈列后传输入阵列光电二极管探头P1～Pn，输出的光电压正比于光纤末端与环氧树脂分界面反射的回波强度，阵列光电二极管探头P1～Pn的值输入到电路处理单元进行数据处理。

本发明方法将宽带ASE光源经过光纤耦合器后分成两路，其中一路传输入阵列波导光栅，另一路光进入光电二极管探头B作为监控测量；所述光纤耦合器的两路输出的分光比为95％～5％∶5％～95％。

本发明方法将耦合器陈列O₁～O_n中的每个耦合器分成两路输出，其中一路光纤传感头S1～Sn，另外一路传输到缠绕光纤S1～Sn被损耗掉；耦合器阵列O₁～O_n中每个耦合器的两路输出的分光比为50％∶50％。

本发明方法中，n的取值根据宽带光源的光谱范围以及阵列波导光栅的通道数确定，n的范围取2≤n≤500。