专利名称：光纤温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别是涉及全光纤电流互感器传感头的温度测量的光纤温度传感器。
背景技术：
光纤温度传感器在现在的社会生活中有着广泛的运用，它采用光纤作光路，结合探头跟仪表分离的结构使得它能在强电磁、高电压、核辐射及不能使用引线进行传输等条件下进行测量。传统的光纤温度传感器，如光纤光栅温度传感器，是应用光刻腐蚀和镀敷金属材料的方法在光纤包层上直接形成的。在外界温度发生变化吋，首先镀在光纤表面上的铝镀层发生热胀冷缩，使光纤受到拉伸或压缩引起光纤内传输模体积的变化，这种变化导致光能量的损失，引起输出信号光強度的改变，最終实现对温度的測量。而本实用新型避免了传统光纤温度传感器有元件分立结构、多光源要求、传感元件制造难度大等问题，很好的满足了全光纤电流互感器苛刻工作条件的要求，具有在线式结构、可靠性高、信号传输稳定、測量精度尚、体积小、造价低和响应快等优点。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可靠性高、信号传输稳定和结构紧凑的新型光纤温度传感器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是光纤温度传感器，包括SLD光源、消偏器、环路器、单模光纤、偏振分束器、保偏光纤、光纤波片、光纤反射镜、第一探測器和第二探測器，所述SLD光源、消偏器和环路器的一个通道处于同一光轴上，所述环路器的另ー个通道与第一探测器连接，所述单模光纤一端与环路器相连，另一端与偏振分束器的ー个通道相连，所述偏振分束器的另ー个通道与第ニ探测器连接，所述保偏光纤一端与偏振分束器相连，另一端与光纤波片成与偏振轴偏离45度熔接连接，所述光纤反射镜置于光纤波片后方。进ー步，所述SLD光源为超辐射发光二极管组成的光源。进ー步，所述第一探測器和第二探测器为光电ニ级管。进ー步，所述第一探測器和第二探測器是探测偏振分束器输出的两个正交偏振态光的能量的仪器。本实用新型的有益效果本实用新型光纤温度传感器包括SLD光源、消偏器、环路 器、单模光纤、偏振分束器、保偏光纤、光纤波片、光纤反射镜、第一探测器和第二探测器，本实用新型采用反射式结构，简化了光路，使得系统的结构更加紧凑，更符合全光纤电路互感器的结构要求，同时在线波片提高了光信号的传输稳定性和测量的精度，而且采用保偏光纤波片大大降低了制作难度跟成本。以下结合附图
对本实用新型的具体实施方式
作进ー步说明图I是本实用新型光纤温度传感器结构示意图；图2是本实用新型光纤温度传感器ー实施例示意图。图中SLD光源I、消偏器2、环路器3、单模光纤4、偏振分束器5、保偏光纤6、光纤波片7、光纤反射镜8、第一探測器9、第二探測器10、偏振态测量设备11。
具体实施方式
參照图I，光纤温度传感器，包括SLD光源I、消偏器2、环路器3、单模光纤4、偏振分束器5、保偏光纤6、光纤波片7、光纤反射镜8、第一探测器9和第二探测器10,所述SLD光源I、消偏器2和环路器3的ー个通道处于同一光轴上，所述环路器3的另ー个通道与第一探測器9连接，所述单模光纤4 一端与环路器3相连，另一端与偏振分束器5的一个通道相连，所述偏振分束器5的另ー个通道与第二探測器10连接，所述保偏光纤6 —端与偏振分束器5相连,另一端与光纤波片7成与偏振轴偏离45度熔接连接,所述光纤反射镜8置于光纤波片7后方。进ー步作为优选的实施方式，所述SLD光源I为超辐射发光二极管组成的光源，该光源为宽谱光源，可以减少光纤光路中发生的瑞利背向散射与信号光发生干渉引起的噪声，提高信号传输的稳定性。进ー步作为优选的实施方式，所述第一探測器9和第二探測器10为光电ニ级管。进ー步作为优选的实施方式，所述第一探測器9和第二探測器10是探测偏振分束器5输出的两个正交偏振态光的能量的仪器。进ー步作为优选的实施方式，该光纤温度传感器是基于保偏光纤热双折射效应建立的，测量的过程如下SLD光源I发出的部分偏振光，经过消偏器2后变为非偏振光，再通过环路器3进入到偏振分束器5的ー个通道,输出后变为光矢量平行于保偏光纤主轴的线偏振光,然后进入温度感应区，感应区为一段保偏光纤波片7,波片前端光轴与入射保偏光纤光轴成与偏振轴偏离45度熔接，这样在光纤波片7内存在两个正交偏振态的光，它们在波片后端的反射镜8处反射后再次通过偏振分束器5分束输出，两个正交偏振态的光一路通过环路器3的另ー个通道输出，一路由偏振分束器5的另一通道输出，最后分别通过第一探測器9和第ニ探測器10接收光信号。当周围环境温度变化时，光纤波片7的热双折射效应会导致光能量在两个正交偏振态之间互相耦合，最后改变了反射光的偏振态，通过探测偏振分束器5输出的两个正交偏振态的能量变化，从能量变化与温度变化的近似线性关系即可以获得温度变化信息。进ー步作为优选的实施方式，光纤波片7的长度决定了探測到温度信号的精度和线性度。进ー步作为优选的实施方式，偏振分束器5在整个光学传输中起到非常关键的作用，该分束器实现去向起偏，回向偏振分束的作用。參照图2，为简化的光纤温度传感器，结构上去掉偏振分束器5、第一探測器9和第ニ探測器10，増加一偏振态测量设备11，因此也改測量光强的变化为偏振态的变化。光纤波片7感受温度的变化时，波片中的两个正交偏振态的能量发生相互耦合，这样便改变波片输出的偏振态，利用偏振态测量设备11检测光路系统的输出偏振态，接着相应定量各偏振态所对应不同的温度，最終实现对温度的測量。但是这种方案的缺点是需要昂贵的偏振态测量设备11 ;光的偏振态比较容易受环境各种因素的影响，从而影响温度的測量精度。[0024] 当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替 换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求1.光纤温度传感器，其特征在于包括SLD光源(I)、消偏器(2)、环路器(3)、单模光纤(4)、偏振分束器(5)、保偏光纤(6)、光纤波片(7)、光纤反射镜(8)、第一探测器(9)和第二探測器(10)，所述SLD光源(I)、消偏器(2)和环路器(3)的ー个通道处于同一光轴上，所述环路器(3)的另ー个通道与第一探測器(9)连接，所述单模光纤(4) 一端与环路器(3)相连，另一端与偏振分束器(5)的ー个通道相连，所述偏振分束器(5)的另ー个通道与第二探测器(10)连接，所述保偏光纤(6)—端与偏振分束器(5)相连，另一端与光纤波片(7)成与偏振轴偏离45度熔接连接,所述光纤反射镜(8)置于光纤波片(7)后方。
2.根据权利要求I所述的光纤温度传感器，其特征在于所述SLD光源(I)为超辐射发光二极管组成的光源。
3.根据权利要求I所述的光纤温度传感器，其特征在于所述第一探測器(9)和第二探 测器(10)为光电ニ级管。
4.根据权利要求I或3所述的光纤温度传感器，其特征在于所述第一探測器(9)和第ニ探測器(10)是探测偏振分束器(5)输出的两个正交偏振态光的能量的仪器。
专利摘要本实用新型公开了一种光纤温度传感器，包括SLD光源、消偏器、环路器、单模光纤、偏振分束器、保偏光纤、光纤波片、光纤反射镜、第一探测器和第二探测器，所述SLD光源、消偏器和环路器的一个通道处于同一光轴上，环路器的另一个通道与第一探测器连接，单模光纤一端与环路器相连，另一端与偏振分束器的一个通道相连，偏振分束器的另一个通道与第二探测器连接，保偏光纤一端与偏振分束器相连，另一端与光纤波片成与偏振轴偏离45度熔接连接，光纤反射镜置于光纤波片后方，本实用新型具有在线式结构、可靠性高、信号传输稳定、测量精度高、体积小、造价低和响应快的优点，作为光纤温度传感器广泛运用于光纤传感技术领域中。
文档编号G01K11/32GK202403833SQ201120562559
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者吴明玉, 邓忠华, 黄伟溪 申请人:广东中钰科技有限公司