专利名称：光纤温度浓度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光强度调制型光纤传感器。根据温度和浓度参量对回路光强度的调制，最终把光信号的变化转化成电压的变化。该器件探头体积小、成本低、灵敏度高、 并且实现了 “一头双探”的作用。
背景技术：
光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展而形成的一门崭新的传感技术，其传感灵敏度要比传统传感器高出许多倍，能满足在高电压、大噪声、高温、强腐蚀性等很多特殊环境的正常工作，如高压变压器内部线圈的热点测温，高压输电线路的温升测试，贮油罐内液体的温度浓度测试、一些易燃易爆液体和气体的温度浓度测试、二相流三相流浓度检测系统等。目前用于温度测量的光纤传感器主要有拉曼散射传感器和光纤光栅传感器；浓度测量主要是后向散射式传感器。拉曼散射传感器和光纤光栅传感器都需要昂贵的光谱解调仪，后向散射式传感器需要高功率激光器，因此这些传感器都价格昂贵。并且上述传感器存在精度和量程上的矛盾，即提高了测量精度会使测量范围变小。

实用新型内容本实用新型提供一种集温度测试和浓度测试于一体的新型结构传感器。成本低， 精度高，量程宽，同时集合了光纤的优点，尤其适用于工业生产。本实用新型包括温度探测光源端口(7)，温度反馈端口(6)，温度回路端口(10)，浓度探测光源端口(9)，浓度反馈端口(8)，浓度回路端口(11)，温度探头(1)，浓度探头O)；其特征在于温度探头(16)和浓度探头(1 分别置于探测器(3)的两个腔中，其中温度探头腔前端密闭，浓度探头腔前端敞口 ；探头前端棱镜为直角三棱镜(17，18)；温度探头入射光束02)与棱镜(18)间有一半导体薄片；温度光源端⑵和浓度光源端(9)各自引出一反馈回路(6)、(8)，温度浓度回路和反馈通过光电二极管接入电路。

图1为探测器整体结构图1为温度探测器，置于前端密闭的腔中；2为浓度探测器，置于前端开口的腔中；3为探测器的整体；4为带披覆的钢管，保护内部的光纤传光束；5为光纤传光束；6为温度反馈端口；7为温度光源端口；8为浓度反馈端口；
3[0014]9为浓度光源端口；[0015]10为温度回路光口；[0016]11为浓度回路光口；[0017]12为一分四连接件；[0018]13为单根石英光纤；[0019]14为一分二连接件[0020]图2为温度和浓度探头原理图[0021]15为浓度探测头；[0022]16为温度探测头；[0023]17为浓度探头前端棱镜；[0024]18为温度探头前端棱镜；[0025]19为半导体薄片；[0026]20为浓度器探测入射光束；[0027]21为浓度探测器回路光束；[0028]22为温度探测器入射光束；[0029]23为温度探测器回路光束。
具体实施方式
温度探头(16)和浓度探头(1 分别置于探测器(3)的两个腔中，其中温度探头腔前端密闭，浓度探头腔前端敞口 ；探头前端棱镜为一直角三棱镜(17)、(18)。棱镜可为塑料、玻璃或石英材料。温度探头棱镜可在两个直角面镀高反膜，浓度探头棱镜可在其中一个直角面镀高反膜，以此增强回路信号光强度。光源可以为LED光源或激光器。温度探测光源波长需与半导体材料的吸收波长匹配，光电二极管亦需与光源匹配。温度探头(16)前端的半导体薄片可以置于入射光束02) 与棱镜间，或回路光束与棱镜间，也可以采用镀膜方式镀在入射光束前端或回路光束前端或棱镜底面上。温度回路(10)、温度反馈(6)、浓度回路(11)、浓度反馈⑶分别接入电路中的光电二极管。温度回路(10)和温度反馈(6)、浓度回路(11)和浓度反馈⑶分别组成比较电路，以此消除光源发光功率的波动对回路光强的影响。温度或浓度的变化使得温度回路或浓度回路的光强发生变化，经过光电二极管的转化及电路的放大，最终表现为输出电压的变化。
权利要求1. 一种光纤温度浓度传感器，包括温度探测光源端口(7)，温度反馈端口(6)，温度回路端口(10)，浓度探测光源端口(9)，浓度反馈端口(8)，浓度回路端口(11)，温度探头(1)， 浓度探头⑵；其特征在于温度探头(16)和浓度探头(15)分别置于探测器(3)的两个腔中，其中温度探头腔前端密闭，浓度探头腔前端敞口 ；探头前端棱镜为直角三棱镜(17， 18)；温度探头入射光束02)与棱镜(18)间有一半导体薄片；温度光源端(7)和浓度光源端(9)各自引出一反馈回路(6)、(8)，温度浓度回路和反馈通过光电二极管接入电路。
专利摘要一种光纤温度浓度传感器，包括一个温度探头(16)和浓度探头(15)。探头前端置一直角棱镜(17)、(18)，温度探头入射光束(22)与棱镜(18)间有一半导体薄片(19)，不同温度下半导体的透射率不同使得回路光强发生变化。浓度探头(15)与外界接触，反射回路的光强随棱镜周围溶液浓度的变化而变化。同时增加了反馈光路(6)、(8)，消除光源能量抖动对测量的影响。回路光和反馈光通过光电二极管接入电路，本传感器具有实时在线和远程检测的能力，能够同时测得溶液的温度和浓度，成本低、稳定性好、量程宽、灵敏度高。
文档编号G01N21/17GK201945403SQ20102053552
公开日2011年8月24日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者朱文华, 杨双收, 许彦涛, 魏秀珍 申请人:北京北玻科技产业中心, 北京玻璃研究院