[发明专利]一种基于无芯光纤的多人同时测温装置

说明书

本发明公开一种基于无芯光纤的多人同时测温装置，整个装置由扫描激光器、光纤环形器、阵列波导光栅(AWG)、一次性光纤测温探头、光电探测器和中控单元构成；当一次性光纤测温探头所处的环境温度发生变化时，探头内填充的温度敏感液体发生膨胀，导致一次性光纤测温探头的反射光谱强度发生变化，通过检测反射光谱强度的变化可以获得测量点的温度情况；本发明的优点在于：所设计的测温装置可多人同时测温，装置中的一次性光纤测温探头价格低廉，用后即丢，安全可靠，避免了电子温度计易受电磁干扰的缺点以及水银温度计中水银不慎泄露所带来的安全隐患。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域和温度测量领域，具体涉及一种基于无芯光纤的多人同时测温装置。

背景技术

高度传染性疾病在世界范围内迅速传播，而精确的体温测量对初步判断病毒或细菌感染有指导意义。传统的体温测量多采用水银温度计、电子温度计以及现在比较流行的枪式红外体温计等方式，这些方式测量速度慢、抗电磁干扰弱、受环境温度影响大，且重复利用可能导致病毒或细菌感染的进一步传播，因此一种能够克服以上问题的测温装置已成为医疗急需品。本发明提出的一种基于无芯光纤的多人同时测温装置，可以避免温度检测时医务人员与被测人员的近距离接触，提高了医务人员工作环境的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、测量精度高、便携的基于无芯光纤的多人同时测温装置，装置中的一次性光纤测温探头利用了多模干涉原理和液体温度计测温原理，根据一次性光纤测温探头输出光谱随温度变化发生变化的特征，最终实现体温的测量。

本发明采用的技术方案为：

一种基于无芯光纤的多人同时测温装置，其特征是包括扫描激光器(1)、光纤环形器(2)、阵列波导光栅(3)、一次性光纤测温探头(4)、光电探测器(5)、中控单元(6)；扫描激光器(1)的输出端与光纤环形器(2)的输入端相连，光纤环形器(2)的第一输出端与阵列波导光栅(3)的输入端相连，阵列波导光栅(3)的一个输出端与一次性测温探头(4)的输入端相连，光纤环形器(2)的第二输出端与光电探测器(5)的输入端相连，光电探测器(5)的输出端与中控单元(6)相连。

所述的一种基于无芯光纤的多人同时测温装置，其特征在于：一次性光纤测温探头(4)由无芯光纤(4-1)、毛细管(4-2)、填充液体(4-3)组成。

所述的一次性光纤测温探头(4)，其特征在于：填充液体(4-3)的有效折射率小于无芯光纤(4-1)的折射率，且具有高的热膨胀系数和在宽温度范围内的线性膨胀特性，填充液体(4-3)可以根据测量需求进行选配。

所述的一次性光纤测温探头(4)，其特征在于：毛细管(4-2)的左端封闭，右端在加入填充液体(4-3)后密封。

所述的一次性光纤测温探头(4)，其特征在于：无芯光纤(4-1)表面和毛细管(4-2)内壁需表面疏水性处理以避免填充液体(4-3)残留。

所述的一种基于无芯光纤的多人同时测温装置，其特征在于：阵列波导光栅(3)各输出通道连接的一次性光纤测温探头(4)中的无芯光纤(4-1)长度不同，以匹配阵列波导光栅(3)各输出通道的中心波长。

本发明的工作原理是：

当光由单模光纤耦合到无芯光纤中时，由于无芯光纤与外部介质(空气或填充液体)形成多模光纤结构，因此其输出光谱的中心波长可以表示如下：

其中n₁为多模光纤结构有效折射率，D₁为多模光纤结构有效直径，L为无芯光纤长度。