[实用新型]一种温‑压传感器的结构以及温度和压力的测量系统

说明书

技术领域

本实用新型适用于光纤传感器领域，尤其涉及一种温-压传感器的结构以及温度和压力的测量系统。

背景技术

光学中，法布里－珀罗干涉(Fabry–Pérot interferometer，FPI)的结构应用到各类光纤传感器中，可以极大的提高传感精度。

然而，现有的FPI光纤传感器一般只能检测一种物理参数，如温度或压力，如果要实现同时测量温度和压力，需要在传感器中同时安装温度和压力的传感元件，这样会增加传感器加工的工艺复杂度及安装复杂度。另一方面，现有的制作FPI光纤传感器的方法存在一定的弊端，比如，采用端面镀高反射薄膜的方法对镀膜设备和工艺具有较高要求，导致反射薄膜的反射率低，使得检测的压力精度低；化学腐蚀的方法在制作过程中需要利用腐蚀气体对光纤内部进行腐蚀以形成FDC腔，由于没法对腐蚀气体进行精确控制会使形成的FPI干涉腔的尺寸不够精准，从而导致检测到的压力的精度低，从而降低温度和压力测量系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题为提供一种温-压传感器的结构以及温度和压力的测量系统，旨在解决传感器加工的工艺复杂度高、安装复杂以及检测到的压力精度低，温度和压力测量系统的可靠性低的问题。

本实用新型提供的一种温-压传感器的结构，包括：单模光纤和预置长度的石英玻璃管，该单模光纤的一端与该石英玻璃管的一端连接，该石英玻璃管的另一端被石英薄膜覆盖，使得该石英玻璃管的管腔与该石英薄膜形成该预置长度的法布里－珀罗干涉腔，该单模光纤的纤芯内写制有用于检测温度的光纤布拉格光栅。

本实用新型提供一种温度和压力测量系统，包括：信号解调装置和温-压传感器；

温-压传感器用于测量待测环境中的温度和压力，并将经过法布里－珀罗干涉腔干涉和光纤布拉格光栅后反射的光信号发送至信号解调装置，信号解调装置用于对该光信号进行波长解调，得到该待测环境的温度变化引起的光信号漂移量和该待测环境的压力变化引起的光信号漂移量，信号解调装置用于将待测环境的温度变化引起的光信号漂移量和该待测环境压力变化引起的光信号漂移量转换为该待测环境的温度值和压力值，并将该温度值和压力值进行显示。

本实用新型提供一种温-压传感器的结构以及温度和压力的测量系统，温- 压传感器的结构包括：单模光纤和预置长度的石英玻璃管，其中，单模光纤的一端与石英玻璃管的一端连接，石英玻璃管的另一端被石英薄膜覆盖，使得石英玻璃管的管腔与石英薄膜形成该预置长度的FPI腔，单模光纤的纤芯内写制有用于检测温度的FBG。如此，将用于检测压力的FPI腔与用于检测温度的FBG 集成到一个传感器，可以实现温度和压力的同时检测，简化了温-压传感器加工的工艺复杂度和安装复杂度。由于光纤薄膜为高反射表面，反射率高，不需要镀膜工艺即可实现高反射，另外，温-压传感器中FPI腔的腔长是预置长度的，该FPI腔的尺寸精准，提高了检测到的压力的精度，提高了温度和测量系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种温-压传感器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种温度和压力测量系统；

图3是本实用新型实施例提供的另一种温度和压力测量系统。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

作为本实用新型的第二个实施例，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种温-压传感器的结构示意图，该温-压传感器的结构包括：单模光纤101和预置长度的石英玻璃管102；

其中，单模光纤101的一端与石英玻璃管102的一端连接。

石英玻璃管102的另一端被石英薄膜103覆盖，使得石英玻璃管102的管腔与石英薄膜103形成该预置长度的FPI腔104。

该预置长度为预先制备的FPI腔的长度，在实际应用中该预置长度一般为 10-30um，优选为20um。该FPI腔104为封闭的内腔，FPI腔104中，石英薄膜103和与石英薄膜103相对的单模光纤的截面构成了FPI的两个反射面，当待测环境中的压力发生变化时，该石英薄膜103发生形变，这样会使得入射光在两个反射面干涉后的波长发生变化，该温-压传感器将干涉后的压力光信号发送到信号解调装置，由该信号解调装置检测该压力光信号的漂移量，进而得出该待测环境的压力值。