[发明专利]黄铜管封装型光纤SPR温度传感器

说明书

本发明属于光纤传感技术领域，公开了一种黄铜管封装型光纤SPR温度传感器，包括氘卤素灯光源、Y型光纤、传感单元、光谱仪和上位机，其中，传感单元通过Y型光纤分别与氘卤素灯光源及光谱仪连接，光谱仪与上位机连接，所述的传感单元由多模光纤和单模光纤级联而成，多模光纤一端与Y型光纤相接，多模光纤另一端与单模光纤同轴熔接，单模光纤外表面及端面全覆盖地镀有金膜，镀有金膜的单模光纤外用黄铜管封装，黄铜管内表面与单模光纤之间用聚二甲基硅氧烷填充，黄铜管两端面以胶封口。不仅制备工艺简单、成本低、结构稳定，而且具有较高的灵敏度。以黄铜管作为封装材料，加快了传感器的反应时间，同时大大加强了传感器的机械强度，便于实际应用。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，涉及黄铜管封装型光纤SPR温度传感器。

背景技术

温度测量在生物医疗、理化分析和环境监测等方面具有重要作用。例如在化学生产中，需要精确控制温度来获得不同温度下的产物；在医学中人体体温的监测也有着重要意义；在输电电路中，电缆过热会导致火灾和大面积停电等事故，因此温度的测量就显得尤为重要[Wu J,Li S,Feng X.Photonic crystal fiber temperature sensor with highsensitivity based on surface plasmon resonance[J].Optical Fiber Technology,2018,43:90-94.]。目前对于温度的测量已经有许多的方法，例如电阻测温，红外测温等电学测温方法，但这些方法有时设备复杂，易受到电磁干扰。而相对于传统的测温方法，光纤温度传感器具有体积小，响应迅速等优点，并且灵敏度高，可以实现远距离测量。目前，针对温度测量已经有许多种不同结构的光纤传感器，其中光纤光栅传感器和马赫-曾德尔干涉传感器是最常见的两种测温传感器，前者是利用光纤光栅的布拉格波长随温度变化而改变的特性来实现测温[Yeh C H,Chow C W,Chen J Y,et al.Utilizing simple FBG-basederbium-doped fiber architecture for remote temperature sensing[J].LaserPhysics,2015,25(10):105102.]，而后者则是根据光的干涉图谱随温度的变化来实现测温[Yu X,Chen X,Bu D,et al.In-fiber modal interferometer for simultaneousmeasurement of refractive index and temperature[J].IEEE Photonics TechnologyLetters,2016,28(2):189-192.]。但是这两种传感器的温度灵敏度较低，通常灵敏度仅达到pm级，而近些年来飞速发展的表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术在光线传感器上有着较大应用，光纤SPR传感器也被应用在温度测量上，相对于前两种传感器来说，光纤SPR传感器的灵敏度更高，响应更迅速。