专利名称：无源式光纤温度半导体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及分布式光纤传感技术领域，尤其涉及光纤温度半导体传感器在高压 环境应用的技术领域。
背景技术：
对于大型发电机组、高压开关、高压变电传输设备等高压电器，当接头接触不 良时，接触电阻会增大，在负载电流流过时会产生发热现象。交流高压电器由于交变电 磁场的作用还会在铁磁体中产生涡流和磁滞损耗，导致整个电器的温度升高。温度达到 一定的高度，会使高压电器中使用的金属和绝缘材料的机械强度和绝缘强度明显下降， 工作温度过高会使高压电器的使用寿命降低甚至损坏。因此监测高压电器的温度，提前 发现和排除热故障隐患，对于保证高压电器的正常运行，具有非常重要的意义。现有技术中在高压电力系统中进行温度检测的温度传感器的绝缘结构有的采用 传统电子温度传感器的无线传输；有的采用光纤光栅温度传感器的光纤传输。现有技术 中的电子温度传感器的高压绝缘结构通常存在着结构复杂、有局部放电、工艺难度大及 成本高等缺点，因此，从现有技术来看，目前缺乏一种适用于高压电器的在高电压、大 电流和强磁场环境下快速精度监测温度的工具。

发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种绝缘性能好，结构简单、抗外界电 磁干扰强、工艺简单、成本低廉的适用于在高压电力系统中进行温度监测的无源式光纤 温度半导体传感器。本发明的目的是这样实现的一种无源式光纤温度半导体传感器，包括光纤、 光纤绝缘护套、复合绝缘裙边、半导体膜片和陶瓷套管。其结构特征为在光纤外面紧包 光纤绝缘护套，在光纤绝缘护套的外绝缘有若干个硅橡胶制成的复合绝缘裙边；光纤端 面镀一层半导体膜片，将镀有半导体膜片一端插入一陶瓷套管，插头与与陶瓷套管接触 处用环氧胶密封，陶瓷套管不仅可以保护光纤插针传感头，又可屏蔽外界干扰。激光器发出激光通过光纤打到半导体膜片上，根据半导体光的折射率-温度物 理特性，光纤端面的半导体材料所处的环境温度发生变化会引起半导体的折射率发生变 化，折射率的变化导致反射率的变化，通过接收到的后向散射光的强度，实现高压电力 环境下的温度监测。所述的光纤端面所镀的半导体膜片是一种光强随温度变化而变化的温度敏感材 料；目前市面上有这种现成的半导体材料，其功能是导致反射系数随温度变化而变化， 其材料可以是锗、砷化镓、硅等半导体材料。所述光纤绝缘护套是一种常用的电绝缘材料，其材料可以是特氟龙、硅橡胶等 绝缘材料。所述复合绝缘裙边是一种电绝缘器件其材料可以是特氟龙、硅橡胶等绝缘材料，功能是增加光纤传输的爬电距离，提高光缆传输的绝缘能力。本发明所述的无源式光纤温度半导体传感器可适用各种类型(全光纤型、玻璃 型和混合型等)和用途(电流计量、保护、泄漏电流测量、冲击电流测.量等)的光纤温 度传感器。无源式光纤温度传感器的绝缘结构具有以下功能安全可靠、绝缘性能好 光纤易于安置；结构简单、坚固，对传感头有一定的防震作用，密封防潮；抗外界电磁 干扰；与高压母线连接方便等。


图1为本发明所述的无源式光纤温度半导体传感器的结构示意图；
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤。实施例1:如图1，包括光纤1、光纤绝缘护套2、复合绝缘裙边5、半导体膜片 3和陶瓷套管4。其结构特征为在光纤1外面紧包光纤绝缘护套2，在光纤绝缘护套2的 外绝缘有若干个硅橡胶制成的复合绝缘裙边5 ；光纤1端面镀一层半导体膜片3，将镀有 半导体膜片3—端插入一陶瓷套管4，插头与与陶瓷套管4接触处用环氧胶密封，陶瓷套 管不仅可以保护光纤插针传感头，又可屏蔽外界干扰。激光器发出激光通过光纤1打到半导体膜片3上，根据半导体光的折射率-温度 物理特性，光纤端面的半导体材料所处的环境温度发生变化会引起半导体的折射率发生 变化，折射率的变化导致反射率的变化，通过接收到的后向散射光的强度，实现高压电 力环境下的温度监测。所述的光纤1端面所镀的半导体膜片3是一种光强随温度变化而变化的温度敏 感材料；目前市面上有这种现成的半导体材料，其功能是导致反射系数随温度变化而变 化，其材料可以是锗、砷化镓、硅等半导体材料，本实施例选用锗。所述光纤绝缘护套是一种常用的电绝缘材料，其材料可以是特氟龙、硅橡胶等 绝缘材料，本实施例选用硅橡胶。所述复合绝缘裙边是一种电绝缘器件其材料可以是特氟龙、硅橡胶等绝缘 材料，功能是增加光纤传输的爬电距离，提高光缆传输的绝缘能力，本实施例选用硅橡 胶。
权利要求
1.一种无源式光纤温度半导体传感器，包括光纤、光纤绝缘护套、半导体膜片和陶 瓷套管，其特征在于光纤外面紧包光纤绝缘护套，光纤端面镀一层半导体膜片，将镀 有半导体膜片一端插入一陶瓷套管，插头与与陶瓷套管接触处用绝缘胶密封。
2.根据权利要求1所述的一种无源式光纤温度半导体传感器，其特征在于在光纤 绝缘护套的外绝缘有若干个复合绝缘裙边。
3.根据权利要求1所述的一种无源式光纤温度半导体传感器，其特征在于所述的 半导体材料折射率随温度变化而变化。
4.根据权利要求1所述的一种无源式光纤温度半导体传感器，其特征在于所述的 半导体膜层是通过镀膜技术镀到光纤端面。
全文摘要
本发明公开了一种无源式光纤温度半导体传感器，属于光纤传感技术领域，通过在光纤外面紧包光纤绝缘护套，在光纤绝缘护套的外绝缘有若干个硅橡胶制成的复合绝缘裙边；光纤端面镀一层半导体膜片，将镀有半导体膜片一端插入一陶瓷套管，插头与与陶瓷套管接触处用环氧胶密封，陶瓷套管不仅可以保护光纤插针传感头，又可屏蔽外界干扰。采用该装置安全可靠、绝缘性能好光纤易于安置；结构简单、坚固，对传感头有一定的防震作用，密封防潮；抗外界电磁干扰；与高压母线连接方便等。
文档编号G01K11/32GK102012282SQ201010526288
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者仝芳轩, 周正仙, 席刚, 杨斌, 皋魏 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司