[发明专利]一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器

说明书

本发明公开一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器,包括：光源、光纤耦合器、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、处理电路、显示装置；光源、光纤耦合器、粗波分复用器依次连接，粗波分复用器分别与第一光电探测器、第二光电探测器连接，第一光电探测器、第二光电探测器与处理电路连接，处理电路与显示装置连接；光纤耦合器还连接有第一光纤、第二光纤，第一光纤或第二光纤远离光纤耦合器的一端连接有半导体。本发明提出的检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器，其制作过程简单、快捷，传感器具有安全可靠、信号稳定、成本低、灵敏度高和精度高的特点，不依赖其他精密仪器即可实现温度的高精度测量。

技术领域

本发明涉及光纤迈克尔逊干涉和半导体材料的交叉领域，特别是涉及一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器。

背景技术

光纤传感器具有电绝缘、抗电磁干扰、灵敏度高、耐高温耐腐蚀、传感器端无源，因而本质安全，无需信号转换和放大器即可远距离传输；同时，光纤传感器体积小、重量轻，因而在通信、土木工程、石油化工、航空航天等领域都有广泛的应用前景，迈克尔逊光纤干涉技术是光纤传感器常用的一种主要技术，具有结构简单、制作所需技术要求较低的优点，常用于空气折射率、水声信号的测量，测量过程主要依赖于干涉条纹的计数或者条纹移动量进行测量，对信号解调要求很高，尤其是在高精度和高灵敏度的测量场合。

迈克尔逊光纤干涉技术在理论上也可用于环境温度的测量，光源可采用宽带光源和窄带激光光源，采用窄带激光光源测量时通常采用条纹计数或条纹移动的方法测量，信号解调比较复杂且要求高，信号解调方法不完善的时候将造成传感器的灵敏度和精度降低；采用宽带光源测量时由于干涉效应非常低，通常采用干涉峰值跟踪实现参数测量，但是峰值跟踪测量法存在精度低等不足，或者借助其他精密仪器实现干涉峰值的跟踪以实现温度测量，但往往导致系统变得复杂、成本高昂。因此，有关基于迈克尔逊干涉的光纤温度传感器的报到较少，有必要提供一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器，以克服当前的不足，实现温度的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器，以解决现有技术中存在的技术问题，制作过程简单、快捷，传感器具有安全可靠、信号稳定、成本低、灵敏度高和精度高的特点，不依赖其他精密仪器即可实现温度的高精度测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种检测条纹对比度变化的迈克尔逊干涉光纤温度传感器，包括：光源、光纤耦合器、粗波分复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、处理电路、显示装置；所述光源、光纤耦合器、粗波分复用器依次连接，所述粗波分复用器分别与所述第一光电探测器、第二光电探测器连接，所述第一光电探测器、第二光电探测器与所述处理电路连接，所述处理电路与所述显示装置连接；

所述光纤耦合器还连接有第一光纤、第二光纤，所述第一光纤或第二光纤远离所述光纤耦合器的一端连接有半导体；

所述光源用于发射光信号；

所述光纤耦合器用于对所述光源发射的光信号以及所述第一光纤、第二光纤返回的光信号进行耦合、分配；

所述粗波分复用器用于对所述第一光纤、第二光纤返回的光信号进行解复用，得到宽带光信号和窄带光信号；

所述第一光电探测器、第二光电探测器分别用于接收所述粗波分复用器解复用得到的宽带光信号和窄带光信号；

所述处理电路用于对所述第一光电探测器、第二光电探测器接收的宽带光信号和窄带光信号进行信号处理，检测干涉条纹对比度的变化，基于干涉条纹对比度的变化解调得到温度检测结果；

所述显示装置用于对解调得到的温度检测结果进行显示。

优选地，所述第一光纤、第二光纤为单模或多模光纤，所述光纤耦合器为3dB耦合器。