CN114323334A - 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 - Google Patents
一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114323334A CN114323334A CN202111671084.8A CN202111671084A CN114323334A CN 114323334 A CN114323334 A CN 114323334A CN 202111671084 A CN202111671084 A CN 202111671084A CN 114323334 A CN114323334 A CN 114323334A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- cavity
- temperature sensor
- sensing device
- signal sensing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 137
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 55
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 title description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 97
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 97
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 claims 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000001595 contractor effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
- G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本发明提供了一种结构增敏的光纤FP温度传感器，包括信号感应装置，所述信号感应装置位于金属片之上；所述信号感应装置包括第一光纤、第二光纤和FP空腔；所述第一光纤和所述第二光纤熔接形成FP空腔；其中，所述第二光纤靠近FP空腔的一端为锥形结构；所述信号感应装置通过安装胶水固定于所述金属片之上。通过本发明制备得到的光纤FP温度传感器具有测温精度高、测温范围广的优点。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感器技术领域，特别涉及一种外部结构增敏的光纤FP温度传感器及其制备方法。
背景技术
光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高温、尺寸小等优点，目前在航空航天、结构健康监测、医疗领域等环境中被广泛使用。作为光纤温度传感器使用的主要有光纤FBG温度传感器、光纤FP温度传感器和分布式光纤温度传感器等。
光纤FBG温度传感器是目前较为常见的一种光纤温度传感器，其主要是通过激光在光纤上刻栅，当温度变化时，栅区长度也会随之改变，从而使反射光波长发生变化，通过监测FBG传感器反射波长的变化量，从而测得环境温度的变化量。分布式光纤温度传感器的传感原件其实就是传感光纤，其可以同时监测光纤链路上的多个位置的温度，通过监测光纤后向瑞利反射光纤的大小从而测得环境温度的变化量。然而，这两种光纤传感器都存在温度灵敏度低和测温精度差等问题。
光纤FP温度传感器由于其高灵敏度的优点，在近年来迅速发展，其主要是将两根端面切平或抛光的光纤置入一根内径与光纤包层直径相匹配的准毛细管中，两根光纤端面和二者之间的空隙形成珐铂腔；现有光纤FP温度传感器基本采用玻璃光纤和毛细玻璃管，温度增敏效果有限，将光纤FP传感器粘接在热膨胀系数大的材料之上可以提高温度灵敏度，但仍然存在温度响应慢，测温精度差的问题。因此，提供一种灵敏度高、测温精度高的光纤FP温度传感器尤为重要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种结构增敏的光纤FP温度传感器及其制备方法，制备得到的光纤FP温度传感器具有测温精度高、测温范围广，且易制备的优点。
第一方面，本发明提供了一种结构增敏的光纤FP温度传感器，包括信号感应装置11，所述信号感应装置11位于金属片106之上；所述信号感应装置11包括第一光纤101、第二光纤102和FP空腔104；所述第一光纤101和所述第二光纤102熔接形成FP空腔104；其中，所述第二光纤102靠近FP空腔104的一端为锥形结构103；所述信号感应装置11通过安装胶水105固定于所述金属片106之上。
优选地，所述安装胶水105为环氧树脂胶水。
优选地，所述锥形结构103的上底面直径为60～80μm，下底面直径为80～120μm，高度为180～230μm。
优选地，所述FP空腔104的形状为圆柱形；其中，所述圆柱形的直径为100～130μm，高度为150～250μm。
优选地，所述金属片的106的长度为大于所述FP空腔104的高度，宽度大于所述FP空腔104的直径。
优选地，所述金属片106为316型不锈钢、黄铜、蒙乃尔合金或铝康镍合金中的一种。
优选地，所述信号感应装置11的一端还包括外置金属线缆12和中空金属块13；所述外置金属线缆12用于保护所述信号感应装置11。
优选地，所述中空金属块13的内径与所述外置金属线缆12的直径相同；所述中空金属块13的一端为螺纹结构；所述外置金属线缆12穿过所述中空金属块13，通过所述金属块13上的螺纹结构将所述信号感应装置11和所述外置金属线缆12连接在一起。
第二方面，本发明提供了一种上述任一方面所述的结构增敏的光纤FP温度传感器的制备方法，包括如下步骤：
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置11；
(2)准备金属片106，并使用砂纸打磨与FP空腔104所对应位置的安装位置；
(3)将所述信号感应装置11初步固定到所述金属片106的安装位置，并在FP空腔104的两端涂抹安装胶水105，并升温固化；
(4)在所述信号感应装置11的一端安装外置金属线缆12，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构13，通过螺纹将所述信号感应装置11和所述金属线缆12连接在一起。
优选地，所述步骤1包括如下子步骤：
S1：将第一光纤101和第二光纤102的端面切平，通过刻蚀法在所述第二光纤102端面上形成带有锥形结构103的圆孔；
S2：将所述第一光纤101和所述第二光纤102进行熔接，形成带有FP空腔104的信号感应装置11。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：本发明通过制备内部包含锥形结构的光纤FP温度传感器，该锥形结构使光纤FP温度传感器具备温度灵敏度低，应变灵敏度高的特点，之后将该光纤FP温度传感器安装至对温度敏感的金属片上，利用金属片的热膨胀作用使光纤FP温度传感器产生温度应变，从而显著提高了光纤FP温度传感器的测温精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种结构增敏的光纤FP温度传感器的温度感应装置结构示意图；
图2是本发明提供的一种结构增敏的光纤FP温度传感器的外部结构示意图；
图3为本发明提供的光纤FP温度传感器的内部结构图；
图4为本发明实施例1提供的光纤FP温度传感器的温度输出曲线；
图中：11：信号感应装置；12：外置金属线缆；13：中空金属块；101：第一光纤；102：第二光纤；103：锥形结构；104：FP空腔；105：安装胶水；106：金属片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种结构增敏的光纤FP温度传感器，包括信号感应装置11，所述信号感应装置11位于金属片106之上；所述信号感应装置11包括第一光纤101、第二光纤102和FP空腔104；所述第一光纤101和所述第二光纤102熔接形成FP空腔104；其中，所述第二光纤102靠近FP空腔104的一端为锥形结构103；所述信号感应装置11通过安装胶水105固定于所述金属片106之上。
需要说明的是，为了增加光纤FP传感器的测量灵敏度，现有技术中一般是采用金属材料作为珐铂腔的腔体，利用高精度位移机构将光纤两端插入金属毛细管中形成光纤珐铂腔，光纤在金属管的两端通过胶黏方式固定；但此种方法会增加光纤传感器的的信号传输光纤，影响其温度线性曲线，存在降低光纤FP温度传感器的测温精度的风险。而在本发明中，光纤FP温度传感器的内部包含锥形结构，该锥形结构能够增加光纤FP温度传感器的应变灵敏度，同时降低该传感器的温度灵敏度；同时将该传感器通过安装胶水粘贴至金属片之上，利用金属片的温度热膨胀效应使该传感器的腔长发生移动，从而测得外界温度，本发明通过光纤FP温度传感器内部应变结构以及外部安装结构，从而显著提高了光纤FP温度传感器的测温精度。
根据一些优选的实施方式，所述安装胶水105为环氧树脂胶水。
根据一些优选的实施方式，所述锥形结构103的上底面直径为60～80μm(例如，可以为60μm、65μm、70μm、75μm或80μm)，下底面直径为80～120μm(例如，可以为80μm、90μm、100μm、110μm或120μm)，高度为180～230μm(例如可以为180μm、200μm、210μm、220μm或230μm)。
需要说明的是，在本发明中，在传感器内部设置锥形结构可以增加传感器的应变灵敏度，其温度系数极小，仅为-2～-3pm/℃，如图3所示，光纤FP温度传感器的应变灵敏度可以通过以下公式进行调节：
L0表示锥形结构的上底面与光纤之间的距离，L1表示锥形结构的高度，Δλ表示波长变化量，λ0表示波长初始值，ε表示应变量；
当外界温度发生变化时，光纤FP传感器的锥形结构发生移动，使得Δλ值发生改变，从而测得外界温度，通过调节(L0+L1)/L0，以提高温度传感器的应变灵敏度。
根据一些优选的实施方式，所述FP空腔104的形状为圆柱形；其中，所述圆柱形的直径为100～130μm(例如，可以为100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm或130μm)，高度为150～250μm(例如，可以为150μm、175μm、200μm、225μm或250μm)。
需要说明的是，在本发明中，FP空腔作为光纤FP温度传感器的应变部位，主要是在外界温度发生改变时通过改变腔长来达到测量温度的目的，同时FP空腔为直径100～130μm，高度150～250μm的圆柱形，若FP空腔的直径和高度高于上述范围，则会使FP空腔外壁较薄，结构强度较差，容易损坏；若FP空腔的直径和高度低于上述范围，则FP空腔的应变灵敏度提升不明显；同时在本发明中，可根据实际需要的量程和精度选择不同直径和高度的FP空腔。
根据一些优选的实施方式，所述金属片的106的长度为大于所述FP空腔104的高度，宽度大于所述FP空腔104的直径。
根据一些优选的实施方式，所述金属片106为316型不锈钢、黄铜、蒙乃尔合金或铝康镍合金中的一种。
需要说明的是，为了提高光纤FP温度传感器的测温精度，本发明通过安装胶水将FP空腔的两端固定至上述金属片上，这些金属片的热膨胀系数较大，对温度较为敏感，通过将该光纤FP温度传感器放置到待测环境中，当待测环境温度发生变化时，安装FP空腔位置的金属片受热膨胀产生形变，该形变传导到光纤FP传感器上，会导致光纤FP温度传感器的腔长被拉伸或压缩，从而引起光纤FP温度传感器的光谱移动，通过检测光纤FP传感器在温度变化前后光谱的移动距离，进而检测出温度的实际变化量。采用本发明中的技术方案，将光纤FP温度传感器的FP空腔粘贴至金属片上，相较于现有技术中将光纤FBG温度传感器直接封装至金属毛细管内的方案，缩短了传感器两安装点之间的距离(由10mm缩短为1mm)，避免了由于安装过程中材料的热胀冷缩效应使两安装点之间的光纤产生微弯曲，提升了传感器升温曲线的线性度(由0.99提升到0.9999)，显著提高了光纤FP温度传感器的测温精度。
根据一些优选的实施方式，如图2所示，所述信号感应装置11的一端还包括外置金属线缆12和中空金属块13；所述外置金属线缆12用于保护所述信号感应装置11。
根据一些优选的实施方式，所述中空金属块13的内径与所述外置金属线缆12的直径相同；所述中空金属块13的一端为螺纹结构；所述外置金属线缆12穿过所述中空金属块13，通过所述金属块13上的螺纹结构将所述信号感应装置11和所述外置金属线缆12连接在一起。
需要说明的是，在本发明中，外置金属线缆用于保护信号感应装置的信号传输尾纤，二者通过金属块上的螺纹结构连接在一起，金属块可以作为保护外壳对传感器的传输尾纤进行保护；同时，金属块保护外壳的内径应大于固定FP空腔的金属片的宽度，且与固定FP空腔的金属片之间不接触，如此可以避免外部干扰载荷通过传感器的保护外壳传递到信号感应装置的安装金属片上，最终影响测量结果。
第二方面，本发明提供了一种上述任一方面所述的结构增敏的光纤FP温度传感器的制备方法，包括如下步骤：
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置11；
(2)准备金属片106，并使用砂纸打磨与FP空腔104所对应位置的安装位置；
(3)将所述信号感应装置11初步固定到所述金属片106的安装位置，并在FP空腔104的两端涂抹安装胶水105，并升温固化；
(4)在所述信号感应装置11的一端安装外置金属线缆12，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构13，通过螺纹将所述信号感应装置11和所述金属线缆12连接在一起。
根据一些优选的实施方式，所述步骤1包括如下子步骤：
S1：将第一光纤101和第二光纤102的端面切平，通过刻蚀法在所述第二光纤102端面上形成带有锥形结构103的圆孔；
S2：将所述第一光纤101和所述第二光纤102进行熔接，形成带有FP空腔104的信号感应装置11。
需要说明的是，在本发明的步骤(2)中，为了保证粘贴效果，使用砂纸进行打磨的面积应大于FP空腔所对应的面积；同时升温固化的温度分别为90℃和140℃，时间分别为30min和120min。本发明的光纤FP温度传感器的制作方法简单，易于操作，制备得到的光纤FP温度传感器具有灵敏度高，测温精度高和测温范围广的优点。
为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种结构增敏的光纤FP温度传感器及其制备方法进行详细说明。
实施例1：
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置11；
S1：将第一光纤101和第二光纤102的端面切平，通过刻蚀法在第二光纤102端面上形成带有锥形结构103(上底面直径为60μm，下底面直径为80μm，高度为200μm)的圆孔；
S2：将第一光纤101和第二光纤102通过光纤熔接机进行熔接，形成带有FP空腔104(直径为120μm，高度为220μm)的信号感应装置11；
(2)准备316型不锈钢的金属片106，并使用砂纸打磨与FP空腔104所对应位置的安装位置；
(3)将信号感应装置11初步固定到金属片106的安装位置，并在FP空腔104的两端涂抹环氧树脂胶水105，并升温至90℃，保温30min，随后继续升温至140℃，保温120min；
(4)在信号感应装置11的一端安装外置金属线缆12，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构13，通过螺纹将信号感应装置11和金属线缆12连接在一起。
实施例2：
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置11；
S1：将第一光纤101和第二光纤102的端面切平，通过刻蚀法在第二光纤102端面上形成带有锥形结构103(上底面直径为65μm，下底面直径为85μm，高度为180μm)的圆孔；
S2：将第一光纤101和第二光纤102通过光纤熔接机进行熔接，形成带有FP空腔104(直径为120μm，高度为200μm)的信号感应装置11；
(2)准备蒙乃尔合金的金属片106，并使用砂纸打磨与FP空腔104所对应位置的安装位置；
(3)将信号感应装置11初步固定到金属片106的安装位置，并在FP空腔104的两端涂抹环氧树脂胶水105，并升温至90℃，保温30min，随后继续升温至140℃，保温120min；
(4)在信号感应装置11的一端安装外置金属线缆12，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构13，通过螺纹将信号感应装置11和金属线缆12连接在一起。
实施例3
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置11；
S1：将第一光纤101和第二光纤102的端面切平，通过刻蚀法在第二光纤102端面上形成带有锥形结构103(上底面直径为80μm，下底面直径为100μm，高度为230μm)的圆孔；
S2：将第一光纤101和第二光纤102通过光纤熔接机进行熔接，形成带有FP空腔104(直径为120μm，高度为250μm)的信号感应装置11；
(2)准备黄铜的金属片106，并使用砂纸打磨与FP空腔104所对应位置的安装位置；
(3)将信号感应装置11初步固定到金属片106的安装位置，并在FP空腔104的两端涂抹环氧树脂胶水105，并升温至90℃，保温30min，随后继续升温至140℃，保温120min；
(4)在信号感应装置11的一端安装外置金属线缆12，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构13，通过螺纹将信号感应装置11和金属线缆12连接在一起。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤(2)中的金属片材料为铝康镍合金。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤(1)中的信号感应装置内部无锥形结构。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于：将整个信号感应装置放置在中空的金属管内。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤(1)中的信号感应装置内部无锥形结构，且整个信号感应装置均位于中空的金属管内。
将实施例1至4和对比例1至3中的制备得到的光纤FP温度传感器进行温度测试，并根据得到的温度和波长绘制传感器的温度输出曲线，测得传感器的温度灵敏度如表1所示。
表1
| 实施例 | -100～100℃温度灵敏度(pm/℃) | -100～100℃温度线性度 |
| 实施例1 | 80.9 | 0.99996 |
| 实施例2 | 71.9 | 0.99995 |
| 实施例3 | 93.5 | 0.99996 |
| 实施例4 | 63.2 | 0.99995 |
| 对比例1 | 21 | 0.9993 |
| 对比例2 | 106.2 | 0.983 |
| 对比例3 | 25.3 | 0.965 |
由表1可以看出，采用本发明中制备方法制备得到的光纤FP温度传感器，在-100℃～100℃的温度范围内，传感器的温度灵敏度为80.9～93.5pm/℃，并且结合图4可知，本发明实施例1中的传感器的温度输出曲线的线性度大于0.9999，相较于市场上的光纤温度传感器，其温度灵敏度提升10倍以上，极大的提高了传感器的测温精度；而在对比例1至3中，不采用本发明中传感器内部结构和/或外部安装结构时，均会使得光纤FP温度传感器的温度灵敏度下降或温升曲线的线性度下降，测温精度变差。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本发明未详细说明部分为本领域技术人员的公知常识。
Claims (10)
1.一种结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：包括信号感应装置(11)，所述信号感应装置(11)位于金属片(106)之上；所述信号感应装置(11)包括第一光纤(101)、第二光纤(102)和FP空腔(104)；所述第一光纤(101)和所述第二光纤(102)熔接形成FP空腔(104)；其中，所述第二光纤(102)靠近FP空腔(104)的一端为锥形结构(103)；所述信号感应装置(11)通过安装胶水(105)固定于所述金属片(106)之上。
2.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：所述安装胶水(105)为环氧树脂胶水。
3.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：所述锥形结构(103)的上底面直径为60～80μm，下底面直径为80～120μm，高度为180～230μm。
4.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：
所述FP空腔(104)的形状为圆柱形；其中，所述圆柱形的直径为100～130μm，高度为150～250μm。
5.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：
所述金属片的(106)的长度为大于所述FP空腔(104)的高度，宽度大于所述FP空腔(104)的直径。
6.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：
所述金属片(106)为316型不锈钢、黄铜、蒙乃尔合金或铝康镍合金中的一种。
7.根据权利要求1所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：
所述信号感应装置(11)的一端还包括外置金属线缆(12)和中空金属块(13)；所述外置金属线缆(12)用于保护所述信号感应装置(11)。
8.根据权利要求7所述的结构增敏的光纤FP温度传感器，其特征在于：
所述中空金属块(13)的内径与所述外置金属线缆(12)的直径相同；所述中空金属块(13)的一端为螺纹结构；所述外置金属线缆(12)穿过所述中空金属块(13)，通过所述金属块(13)上的螺纹结构将所述信号感应装置(11)和所述外置金属线缆(12)连接在一起。
9.一种根据权利要求1至7任一所述的结构增敏的光纤FP温度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制作带有锥形结构的信号感应装置(11)；
(2)准备金属片(106)，并使用砂纸打磨与FP空腔(104)所对应位置的安装位置；
(3)将所述信号感应装置(11)初步固定到所述金属片(106)的安装位置，并在FP空腔(104)的两端涂抹安装胶水(105)，并升温固化；
(4)在所述信号感应装置(11)的一端安装外置金属线缆(12)，并将其穿过带有螺纹的中空金属块结构(13)，通过螺纹将所述信号感应装置(11)和所述金属线缆(12)连接在一起。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)包括如下子步骤：
S1：将第一光纤(101)和第二光纤(102)的端面切平，通过刻蚀法在所述第二光纤(102)端面上形成带有锥形结构(103)的圆孔；
S2：将所述第一光纤(101)和所述第二光纤(102)进行熔接，形成带有FP空腔(104)的信号感应装置(11)。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111671084.8A CN114323334A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
| CN202210146113.7A CN114485986B (zh) | 2021-12-31 | 2022-02-17 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111671084.8A CN114323334A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114323334A true CN114323334A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81021482
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111671084.8A Pending CN114323334A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
| CN202210146113.7A Active CN114485986B (zh) | 2021-12-31 | 2022-02-17 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210146113.7A Active CN114485986B (zh) | 2021-12-31 | 2022-02-17 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN114323334A (zh) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05312646A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 |
| FR2770938B1 (fr) * | 1997-11-10 | 1999-12-10 | Alsthom Cge Alcatel | Amplificateur optique semi-conducteur et source laser integree l'incorporant |
| EP2037323B1 (en) * | 2007-07-17 | 2014-12-10 | FUJIFILM Corporation | Photosensitive compositions |
| JP5484592B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2014-05-07 | オクラロ テクノロジー リミテッド | 高線形出力のレーザシステム |
| US8558994B2 (en) * | 2010-01-12 | 2013-10-15 | Baker Hughes Incorporated | EFPI sensor |
| CN202748041U (zh) * | 2012-09-20 | 2013-02-20 | 电子科技大学 | 一种光纤珐珀传感器 |
| CN204594478U (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-26 | 吉林大学 | 一种阶跃多模塑料光纤传感器 |
| CN204831618U (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-02 | 北京品傲光电科技有限公司 | 气象用高灵敏度温度传感器 |
| CN105004279A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-10-28 | 电子科技大学 | 基于增敏结构温度补偿的珐珀应变传感器装置及制作方法 |
| CN210005209U (zh) * | 2019-05-15 | 2020-01-31 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统 |
| CN111238679A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 电子科技大学 | 一种抗极端环境的光纤珐珀温度传感器及其制作方法 |
| CN112964386B (zh) * | 2021-02-23 | 2022-06-14 | 山东省科学院激光研究所 | 一种光纤fp谐振腔温度传感器及制作方法 |
-
2021
- 2021-12-31 CN CN202111671084.8A patent/CN114323334A/zh active Pending
-
2022
- 2022-02-17 CN CN202210146113.7A patent/CN114485986B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114485986A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114485986B (zh) | 2023-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205300521U (zh) | 表面式温度自补偿光纤应变传感器 | |
| CN206618529U (zh) | 一种简易反射式干涉型光纤气压传感器 | |
| CN111610471A (zh) | 一种金属化光纤光栅级联f-p结构的磁场和温度传感器 | |
| CN106052727B (zh) | 一种基于光纤微型法布里-珀罗腔的传感器装置 | |
| CN110823121B (zh) | 一种f-p腔型高温大应变光纤传感器 | |
| CN206876317U (zh) | 一种全光纤高灵敏压力传感器 | |
| CN111998989B (zh) | 基于横向载荷增敏的膜片式光纤光栅压力传感器 | |
| CN208155479U (zh) | 双腔结构的光纤温度与压力传感器 | |
| CN105181191A (zh) | 一种可调谐光纤微型法布里-珀罗压力传感装置 | |
| CN113983945B (zh) | 控制光纤光栅中心波长的传感器制作装置 | |
| CN109655176B (zh) | 一种基于空腔填充型微结构光纤干涉仪的高精度温度探头 | |
| CN111609809A (zh) | 基于应变增敏结构的光纤高温应变测量传感器 | |
| CN108801156A (zh) | 一种塑料光纤位移传感器及其制备方法 | |
| CN210427778U (zh) | 一种双芯光纤磁场传感探头 | |
| CN100340839C (zh) | 光纤应变测量仪及其测量方法 | |
| Bae et al. | Miniature temperature compensated Fabry–Perot pressure sensors created with self-aligned polymer photolithography process | |
| CN208238740U (zh) | 双驼峰锥型光纤弯曲传感器 | |
| CN212721825U (zh) | 一种基于温度敏感材料调制fp腔的光纤温度传感器 | |
| CN114485986B (zh) | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 | |
| CN201828277U (zh) | 一种反射式光纤传感器装置 | |
| CN208672179U (zh) | 一种基于表面等离子体共振及应变补偿的光纤温度传感器 | |
| CN112212966B (zh) | 一种基于飞秒激光刻写螺旋型波导的光纤振动传感器 | |
| CN110160601B (zh) | 一种螺旋结构塑料光纤液位传感器 | |
| CN114264838A (zh) | 基于多芯光纤的光纤光栅热线式风速传感器及其测量装置 | |
| CN212567300U (zh) | 嵌套式高温增敏应变传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |