[发明专利]一种光纤温度测量装置

说明书

本发明公开一种光纤温度测量装置。所述温度测量装置包括：宽带光源、单模光纤耦合器、偏振控制器、光纤环形器、镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤、光谱仪；所述宽带光源与所述单模光纤耦合器连接，所述宽带光源发出的光经过所述单模光纤耦合器分成两束；两束所述反射光束在所述单模光纤耦合器中发生光的两个偏振态的干涉，获得干涉光谱；所述单模光纤耦合器与所述光谱仪连接，所述单模光纤耦合器将所述干涉光谱发送至所述光谱仪，所述光谱仪对所述干涉光谱进行分析，获得外界温度。通过折射率液包层高双折射微纳光纤实现远距离、高精度的温度测量。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别是涉及一种光纤温度测量装置。

背景技术

光纤传感器相对于其他传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、不受电磁干扰、耐腐蚀的特点，使得光纤传感器的应用范围较广，涉及到国防以及国民经济领域和人们的日常生活。

温度是表示物体冷热程度的物理量。在气象、材料、工业、航空、医药等领域中，温度的准确检测具有举足轻重的作用。目前，比较常见的光纤温度传感器主要有级联型、光纤光栅型、萨格奈克干涉型。其中，干涉型光纤光栅可检测出相当于光波波长数量级的距离变化，与其他传感方法相比，灵敏度高。

光纤环境作为干涉型传感器的一种，由于结构简单、调谐方式灵活，近几年来得到了广泛研究和关注，传感单元多为保偏光纤，但是，传统的保偏光纤对温度的灵敏度低，传统的闭环形结构及透射式传感光路使得传感器件在环中不独立，导致远距离测量时的操作不便，不能满足一些远距离、高精度的场合的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现远距离、高精度的光纤温度测量装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光纤温度测量装置，所述温度测量装置包括：宽带光源、单模光纤耦合器、偏振控制器、光纤环形器、镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤、光谱仪；

所述宽带光源与所述单模光纤耦合器连接，所述宽带光源发出的光经过所述单模光纤耦合器分成两束，一束沿第一光路直接传输至所述光纤环形器，另一束沿着第二光路通过所述偏振控制器传输至所述光纤环形器中；所述第一光路为光线从所述单模光纤耦合器传输到所述光纤环形器的传输光路；所述第二光路为光线从所述单模光纤耦合器通过所述偏振控制器传输到所述光纤环形器的传输光路，所述第一光路与所述第二光路对称设置；

所述光纤环形器与所述镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤连接，所述光纤环形器中的两束偏振状态不同的光束重新耦合后获得耦合光束；

所述耦合光束传输到所述镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤中经过反射获得反射光束；

所述反射光束传输至所述光纤环形器后，分成两束，两束所述反射光束分别沿着所述第一光路和所述第二光路传输至所述单模光纤耦合器；

两束所述反射光束在所述单模光纤耦合器中发生光的两个偏振态的干涉，获得干涉光谱；

所述单模光纤耦合器与所述光谱仪连接，所述单模光纤耦合器将所述干涉光谱发送至所述光谱仪，所述光谱仪对所述干涉光谱进行分析，获得外界温度。

可选的，所述镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤具体包括：入射单模光纤端、椭圆微纳光纤、镀银膜的单模反射段、充满折射率溶液的玻璃管；

所述入射单模光纤端上依次设置有所述椭圆微纳光纤、所述镀银膜的单模反射段；

所述椭圆微纳光纤密封在所述充满折射率溶液的玻璃管中；

所述充满折射率溶液的玻璃管与所述入射单模光纤端的接口处用AB胶密封。

可选的，所述镀银膜反射光纤端的折射率溶液包层椭圆微纳光纤设置在可控温度的环境中；