[发明专利]一种温度传感器、温度传感系统及装置

说明书

本申请实施例提供一种温度传感器、温度传感系统及装置，属于光纤传感器技术领域。该温度传感器包括：光纤耦合器的第一端与第一传感头的第一端连接，光纤耦合器的第二端与第二传感头的第一端连接，即，第一传感头与第二传感头并联在光纤耦合器上。由于第一传感头和第二传感头对温度传感器所感测的温度具有相反的温度响应，所以第一传感头和第二传感头均作为传感干涉计使用，且第一传感头和第二传感头能产生增强型的游标效应，大大提高了该温度传感器的放大倍率，有效增大了该温度传感器的灵敏度。

技术领域

本申请实施例涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及一种温度传感器、温度传感系统及装置。

背景技术

温度作为国际单位制七个基本物理量之一，在国民经济、国防建设和科学研究等领域中温度的准确测量具有举足轻重的作用。随着温度传感应用需求的提高，传统的温度传感器已经无法满足高精度的测量要求，而光纤温度传感器具有尺寸小、测量精度高、灵敏度高、抗电磁干扰强、电绝缘性好、温度范围大等诸多优点，在温度测量方面有着自身独特的优势，因此，对光纤温度传感器的研究显得尤为重要。

近年来，游标效应被广泛用于提高光纤温度传感器的灵敏度。通常，基于游标效应的光纤温度传感器包括两个传感头，其中只有一个传感头对温度变化有响应，该传感头可以作为一个传感干涉计使用，而另一个传感头度对温度变化没有响应，该传感头只能作为一个参考干涉计使用。这两个传感头产生的游标效应被称为常规游标效应。尽管相对于单个传感干涉计，该光纤温度传感器的灵敏度提高了1至2个数量级，但是在很多情况下仍然不能满足对高灵敏度温度检测的需求。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种温度传感器、温度传感系统及装置，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种温度传感器，该温度传感器包括：第一传感头、第二传感头和光纤耦合器；

所述光纤耦合器的第一端与所述第一传感头的第一端连接，所述光纤耦合器的第二端与所述第二传感头的第一端连接；

其中，所述第一传感头和所述第二传感头对温度传感器所感测的温度具有相反的温度响应，所述温度传感器通过所述第一传感头和所述第二传感头产生的游标效应感测温度。

可选地，所述第一传感头包括：第一单模光纤、第一空芯光纤和PDMS；

所述第一单模光纤的第一端与所述光纤耦合器的第一端连接，所述第一单模光纤的第二端与所述第一空芯光纤的第一端连接；

所述PDMS从所述第一空芯光纤的第二端注入所述第一空心光纤，使得所述第一空芯光纤内在所述第一单模光纤的第二端与所述PDMS之间形成了空气腔。

可选地，所述第一空芯光纤的第二端的端面与所述第一空芯光纤的第一端的端面之间具有预设夹角，以使所述第一空芯光纤的第二端的端面不会使光反射回所述空气腔。

可选地，所述预设夹角大于或等于7度。

可选地，所述第二传感头包括：第二单模光纤和第二空芯光纤；

所述第二单模光纤的第一端与所述光纤耦合器的第二端连接，所述第二单模光纤的第二端与所述第二空芯光纤的第一端连接；

所述PDMS从所述第二空芯光纤的第二端注入所述第二空芯光纤，使得所述第二空芯光纤内形成了PDMS腔，所述空气腔的自由光谱范围是所述PDMS腔的自由光谱范围的预设倍数。

可选地，所述预设倍数大于或等于0.9且小于或等于0.99。

可选地，所述预设倍数大于或等于1.01且小于或等于1.10。