[实用新型]差动结构增敏的光纤光栅温度传感器

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种温度传感器，尤其涉及一种差动结构增敏的光纤光栅温度传感器。

【背景技术】

常用的温度监测方式分为在线监测和离线监测两种。离线监测通常由工作人员采用红外热像仪定期或不定期监测，在线监测可采用铂电阻、光纤测温及光纤光栅测温。红外热像仪基于被测对象所辐射的红外线并将热像显示在荧光屏上，从而准确检测到对象表面的温度分布情况，测温结果受测温距离、角度、环境温湿度等因素的影响，数据需要人员记录，自动化程度不高；铂电阻的测温精度较高，但价格昂贵，在进行准分布式测温时需要过多的金属导线传输信号，对于强电磁辐射的环境，测量的稳定性较差；光纤测温抗电磁干扰、抗辐射和抗腐蚀能力强，能够进行分布式测量，但是光纤测温精度较低，定位精度较差；光纤光栅具有光纤测温相同的优点，能够实现准分布式测量，而且通过合理的结构增敏封装其测温精度能够显著提高，进而满足不同测温条件的需求。光纤光栅的结构增敏措施主要包括金属增敏及聚合物增敏，现有金属增敏封装结构单一而且灵敏度较低，聚合物封装灵敏度高，但迟滞效应大，传感器性能难以控制。

因此，通过改进封装结构，提供一种灵敏度高、迟滞效应小、测温精度高的光纤光栅温度传感器尤为必要。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高、迟滞效应小、测温精度高的差动结构增敏的光纤光栅温度传感器。

为实现本实用新型目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供一种差动结构增敏的光纤光栅温度传感器，其包括上基底、位于上基底下方的下基底、通过连接光纤串联的第一光纤光栅和第二光纤光栅，该下基底为L形，该上基底设有穿孔，L形的下基底的短边嵌入穿孔，且下基底上端面和上基底的上端面平齐，该第一光纤光栅和第二光纤光栅的一端固定在下基底的上端面，该第一光纤光栅和第二光纤光栅的另一端分别固定在上基底上端面，该上基底的热膨胀系数比下基底的热膨胀系数小。本实用新型利用具有不同热膨胀系数的上、下基底伸缩时导致两个光纤光栅波长差的变化调谐温度，自动补偿基底迟滞，可2倍提高光纤光栅温度传感器灵敏度，抗电磁干扰能力强，稳定性好，适用于高精度及高灵敏度测温需求的场合，具有广阔的应用前景。

一些实施方式中，该上基底和下基底的上端面设有粘接点，该第一光纤光栅和第二光纤光栅的两端分别固定在所述粘接点。

一些实施方式中，该上基底采用热膨胀系数小的钛钢基底。一些实施方式中，该下基底采用热膨胀系数大的铝合金基底。

一些实施方式中，该上基底下方设有与下基底形状相配合的凹槽，该L形的下基底的长边置于凹槽内。该结构使上、下基底在热膨胀变形中两者位置关系更稳定，使第一光纤光栅和第二光纤光栅的波长差变化调谐更精确，提高该光纤光栅温度传感器的灵敏度和精确度。

一些实施方式中，该上基底为长方体，该形状使上、下基底之间的配合更好。长方体的上基底可以完全包裹下基底。

一些实施方式中，该上基底与下基底的一侧端面对齐。一些实施方式中，该上基底与下基底端面对齐的一侧用螺丝固定，该结构确定上、下基底的一侧相对位置固定，而上、下基底同时向另一侧热膨胀变形。

一些实施方式中，该第一光纤光栅和第二光纤光栅位于上基底的纵向中心轴线上。该设置使传感器精确度更高。

一些实施方式中，该第一光纤光栅和第二光纤光栅具有相同中心波长、制作工艺和预拉伸波长。

对比现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型所提供的一种差动结构增敏的光纤光栅温度传感器结构紧密，制作方便，测量结果不受电磁干扰影响，突出优点为可两倍提高现有单一材料封装增敏的光纤光栅温度传感器的灵敏度，同时通过差动特性大幅消减迟滞，测温精度高，满足对测温精度要求较高的应用场合的需求。

【附图说明】

图1为本实用新型差动结构增敏的光纤光栅温度传感器的结构示意图；

图2是本实用新型差动结构增敏的光纤光栅温度传感器的俯视图；

图3是本实用新型差动结构增敏的光纤光栅温度传感器的侧视图。

【具体实施方式】