专利名称：一种改进型半导体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温度传感器技术领域，尤其涉及一种改进型半导体光纤温度传感器。
背景技术：
半导体光纤温度传感器大多是利用半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性实现的。当光通过半导体材料时，材料会吸收光子能量，当光子能量超过禁带宽度能量Eg(t) 时，传输光的强度发生变化。则禁带宽度能量是温度的函数，当温度增加时，禁带宽度能量会单调下降。由上述可知，当满足半导体材料的温度和禁带宽度能量关系波长范围的恒定光功率通过半导体材料时，可以制作成光纤温度传感器系统。目前基于此理论的光纤温度传感器主要有以下几种一、透射式，这种传感器能够比较好的符合理论构造，但缺点是1、结构比较复杂，不便于现场安装；2、单光源的功率和波长的不稳定性影响系统测温的准确度；3、光纤弯曲和光纤接头的损耗的不确定性影响系统测温的准确度；4、光电转换二极管在不同温度下的暗电流变化和光电转换效率不同影响系统测温的准确度。二、反射式，这种传感器结构最简单，便于现场安装，但缺点是1、单光源的功率和波长的不稳定性影响系统测温的准确度；2、光纤弯曲和光纤接头的损耗的不确定性影响系统测温的准确度；3、光电转换二极管在不同温度下的暗电流变化和光电转换效率不同影响系统测温的准确度。三、双光源式，这种传感器是基于上述一、二两种方案的缺点设计的，虽然这种方案能够很好的补偿上述一、二两种方案中的光纤弯曲损耗不确定引起的测温准确度，但是仍不能消除其他影响系统测温准确度的因素。
实用新型内容为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种改进型半导体光纤温度传感器，所采用的技术方案如下一种改进型半导体光纤温度传感器，包括光耦合器、半导体传感器、光电转换二极管及信号放大转换系统，在所述改进型半导体光纤温度传感器中增加一个WDM(波分复用器)，所述各部分之间以光缆或光纤连接。所述信号放大转换系统包括信号放大及AD转换两部分。所述WDM的主要作用是将半导体反射回来的光谱分出两个波段的光，其中一个波段的光的反射率的变化率非常小，而另外的一个波段的光的反射率变化率非常大。[0018]所述改进型半导体光纤温度传感器的激光光源采用光谱为IOnm以上的宽带光谱作为传感器的激光光源。本技术方案采用光谱为IOnm以上的宽带光谱作为传感器的激光光源，利用半导体材料反射回来的光谱在不同波长下其反射率不同为理论基础。基于上述理论，同时利用 WDM，其主要作用是将半导体反射回来的光谱分出两个波段的光，在相同温度变化时，其中一个波段的光的反射率的变化率非常小，而另外的一个波段的光的反射率变化率非常大。 分别采用两个光电转换二极管将从WDM中分出来的光进行光电转化、信号放大、AD转换后将这两组AD数据进行比较，由于不同温度下的两个波段的反射率的变化率不一样，所以就能都得到一个变化率和温度变化之间的函数，通过定标手段事先得出此函数后，再利用此函数就可以计算得出温度值。采用本实用新型所述的技术方案的优点在于解决了如下几个问题解决了光源功率和波长的不稳定对测温准确度的影响；解决了光纤弯曲和光纤接头的损耗不确定性对测温准确度的影响；解决了光电转换二极管在不同温度下的暗电流变化和光电转换效率不同对测温准确度的影响。另外本系统结构简单，易于现场安装使用。
图1为本实用新型结构示意图；具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所述的一种改进型半导体光纤温度传感器做出详细说明一种改进型半导体光纤温度传感器，包括光耦合器、半导体传感器、光电转换二极管及信号放大转换系统，在所述改进型半导体光纤温度传感器中增加一个WDM(波分复用器)，所述各部分之间以光缆或光纤连接。所述信号放大转换系统包括信号放大及AD转换两部分。所述WDM的主要作用是将半导体反射回来的光谱分出两个波段的光，其中一个波段的光的反射率的变化率非常小，而另外的一个波段的光的反射率变化率非常大。所述改进型半导体光纤温度传感器的激光光源采用光谱为IOnm以上的宽带光谱作为传感器的激光光源。本技术方案采用光谱为IOnm以上的宽带光谱作为传感器的激光光源，激光光源发出的光通过光耦合器再经光缆到半导体传感器，被半导体传感器的探头探测到，然后经半导体传感器反射后，又经光缆到光耦合器，然后一部分光经光纤进入WDM，经由WDM的光被分成两个波段的光。这两个不同波段的光的特点是在相同温度变化时，其中一个波段的光的反射率的变化率非常小，而另外的一个波段的光的反射率变化率非常大。在某一温度时，分别采用两个光电转换二极管将从WDM中分出来的光进行光电转化、信号放大及AD 转换后分别得到的两个数值相比，得出一个比值。改变温度，会得到相应温度下的不同的比值。以此类推，最后得到一个反射率的变化率跟温度变化之间的函数，通过定标手段可以事先得出此函数。实际使用时，根据这个函数就可以计算得出要测量的温度值。
权利要求1.一种改进型半导体光纤温度传感器，包括光耦合器、半导体传感器、光电转换二极管及信号放大转换系统，其特征在于在所述改进型半导体光纤温度传感器中增加一个波分复用器，所述各部分之间以光缆或光纤连接。
2.根据权利要求1所述的一种改进型半导体光纤温度传感器，其特征在于所述信号放大转换系统包括信号放大及AD转换两部分。
3.根据权利要求1所述的一种改进型半导体光纤温度传感器，其特征在于所述改进型半导体光纤温度传感器的激光光源采用光谱为IOnm以上的宽带光谱作为传感器的激光光源。
专利摘要本实用新型公开了一种改进型半导体光纤温度传感器，包括光耦合器、半导体传感器、光电转换二极管及信号放大转换系统，在所述改进型半导体光纤温度传感器中增加一个WDM(波分复用器)，各部分之间以光缆或光纤连接，信号放大转换系统包括信号放大及AD转换两部分，WDM的主要作用是将半导体反射回来的光谱分出两个波段的光，激光光源采用光谱为10nm以上的宽带光谱。本实用新型的优点是解决了光源功率和波长的不稳定对测温准确度的影响；解决了光纤弯曲和光纤接头的损耗不确定性对测温准确度的影响；解决了光电转换二极管在不同温度下的暗电流变化和光电转换效率不同对测温准确度的影响。
文档编号G01K11/32GK202274949SQ201120329639
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者李旭 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司