[发明专利]一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法，包括封装外管、光纤、被接光纤、FP空气腔和金属片；光纤和被接光纤均固定设置于封装外管内；光纤和被接光纤熔接形成FP空气腔；FP空气腔固定设置于金属片上；金属片固定设置于封装外管内。本发明的光纤珐珀温度传感器通过金属片感知外界温度变化，FP空气腔记录干涉条纹来得到外界温度变化。同时，本光纤珐珀温度传感器结构简单，可更换金属片使传感器达到不同的温度灵敏度，在高压和辐照等极端环境下均可正常工作，实用性强。本发明的光纤珐珀温度传感器制作方法简单易操作，且所用材料可根据实际情况进行更换，制作过程快速便捷。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法。

背景技术

在光纤传感技术中，通过在光纤中传播的光感应外界各种被测物理量的变化，并且测量得到的信息可以通过光纤传输。由于光纤具有成本低、耐化学腐蚀、抗电磁干扰和传输损耗小等优势，使得光纤传感在长距离和复杂环境下测量有着独特的优势，加之随着现代光电子技术的快速发展，各种光电子器件的出现，从而加速光纤传感在工程领域的应用，并逐渐走向人们的生活当中。与传统的传感器相比，光纤传感器具有无源、抗电磁干扰、工作频带宽和动态范围大等优点。目前，现有光纤温度传感器环境限制较多，不能完全满足工程需求，特别是应用于极端环境的光纤温度传感器。因此，本发明提出了一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决极端环境下应用光纤温度传感器的问题，提出了一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法。

本发明的技术方案是：一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器，包括封装外管、光纤、被接光纤、FP空气腔和金属片；光纤和被接光纤均固定设置于封装外管内；光纤和被接光纤熔接形成FP空气腔；FP空气腔固定设置于金属片上；金属片固定设置于封装外管内。

本发明的有益效果是：本发明的光纤珐珀温度传感器通过金属片感知外界温度变化，FP空气腔记录干涉条纹来得到外界温度变化。同时，本光纤珐珀温度传感器结构简单，可更换金属片使传感器达到不同的温度灵敏度，在高压和辐照等极端环境下均可正常工作，实用性强。

进一步地，光纤和被接光纤采用激光熔接或电弧熔接。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，熔接装置的方式采用激光熔接或电弧熔接的方式，其熔接材料不易变形，熔接过程能精准定位，且不受环境限制。

进一步地，封装外管为圆柱状。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，圆柱状的封装外管有利于金属片固定安装在其内部。

进一步地，光纤的端面采用激光、粒子束刻或电子束刻蚀的方式加工。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，光纤端面的加工方式精密微细，不会导致光纤端面产生应力和变形，且加工速度快。

进一步地，FP空气腔为圆柱状，其深度为10mm-200mm，直径为10μm-100μm。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，FP空气腔用于记录干涉条纹，在高压或辐照等环境下均可工作，满足光纤珐珀温度传感器在极端环境下的工作需求。光纤的直径为125mm，直径为10μm-100μm的FP空气腔满足连接光纤和被接光纤的最大范围限制；深度为10mm-200mm的FP空气腔为现有激光器熔接的最大范围。同时，可根据不同环境使用要求的量程和精度选择不同深度和直径的FP空气腔。

进一步地，金属片采用铝合金、不锈钢或铬镍合金。

上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，金属片采用不同膨胀系数的材料，通过选择不同材质的金属片使温度传感器达到不同的温度灵敏度，更具实用性。