本发明涉及一种光学传感器，具体涉及一种具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置。
背景技术：
压力传感器广泛应用于石油、化工、冶金、汽车、航空航天等领域。目前压力传感器主要包括：光纤压力传感器、电容式压力传感器、耐高温压力传感器、硅微机械加工传感器、具有自测试功能的压力传感器、多维力传感器。上述压力传感器在测量范围、线性误差、时间响应方面亟待改善。高温压力传感器是指高于125℃环境下能正常工作的压力传感器。高温压力传感器是系统控制不可缺少的一个关键环节。m.s.ferreira提出适合高温环境中的二氧化硅压力传感器，利用激光的峰值反射波长在高压下的位移来表征压力。目前二氧化硅微球压力传感器在偏振性能、温度效应、激光耦合传输等方面已经进行了研究，但是二氧化硅压力传感器在微球加工焊接工艺、宽波长光源和光谱仪探测方面门槛较高，限制了其进一步发展。
在当前技术中，常常利用光强探测法采用反射式光学压力传感器(201710906643.6)和光学压力传感器(201710907662.0)监测压力的变化。但这两种传感器在测量精度、线性误差、环境影响等方面均存在不足。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种反应速度快、抗干扰和自调节能力强的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置。
本发明提供了一种具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置，用于检测周边环境的压力数值，具有这样的特征，包括：激光发射器，用于产生预定功率的初始激光；第一分光单元，用于将初始激光分为第一比对光以及第一检测光；第一光强探测器，用于检测第一比对光得到了第一光强度值；第一压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第一检测光；第二分光单元，用于将经过第一压力敏感单元的第一检测光分为第二比对光以及第二检测光；第二光强探测器，用于检测第二比对光得到了第二光强度值；第二压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第二检测光；第三光强探测器，用于检测经过第二压力敏感单元的第二检测光得到了第三光强度值；以及数据处理单元，根据第一光强度值、第二光强度值以及第三光强度值得到周边环境的压力数值，其中，第一压力敏感单元与第二压力敏感单元结构一致，第一压力敏感单元以及第二压力敏感单元均含有石榴石层、二氧化硅微球层以及石英层。
在本发明提供的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置中，还可以具有这样的特征：其中，激光发射器为光纤激光器，初始激光的波长为1100nm～1600nm。
在本发明提供的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置中，还可以具有这样的特征：其中，二氧化硅微球层含有多个二氧化硅微球，二氧化硅微球采用自组装方法制备，二氧化硅微球的直径尺寸10nm～100μm。
在本发明提供的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一光强探测器、第二光强探测器以及第三光强探测器均为ingaas探测器。
在本发明提供的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一光强探测器检测到的光功率为p1，第二光强探测器检测到的光功率为p2，第三光强探测器检测到的光功率为p3，数据处理单元分别计算第一压力敏感单元的透过率p2/p1以及第二压力敏感单元的透过率p3/p2，进而根据第一压力敏感单元的透过率以及第二压力敏感单元的透过率计算透过率的平均值进而得到周边环境的压力数值。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置，因为具有第一压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第一检测光；第二分光单元，用于将经过第一压力敏感单元的第一检测光分为第二比对光以及第二检测光；第二光强探测器，用于检测第二比对光得到了第二光强度值；第二压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第二检测光；以及第三光强探测器，用于检测经过第二压力敏感单元的第二检测光得到了第三光强度值，其中，第一压力敏感单元与第二压力敏感单元结构一致，第一压力敏感单元含有石榴石层、二氧化硅微球层以及石英层。所以，本发明的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置引入两个压力敏感单元，可以通过三个光强探测器获得光强的平均变化值，进而解决因环境温度、外界干扰等因素引起的线性误差大、精度差的问题，最终得到周围环境的压力的准确平均值。不仅如此，本发明的石榴石型光学压力传感装置具有结构简单清晰，抗干扰和自调节能力强、反应速度快、精度高等优点，而且在测量精度、线性误差、抗干扰能力和自修正方面性能优越。
附图说明
图1是本发明的实施例中石榴石型光学压力传感装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置作具体阐述。
图1是本发明的实施例中石榴石型光学压力传感装置的结构示意图。
如图1所示，本实施例的石榴石型光学压力传感装置10包括：激光发射器000、第一分光单元001、第一光强探测器002、第一压力敏感单元100、第二分光单元003、第二光强探测器004、第二压力敏感单元200、第三光强探测器005以及未在图中显示的数据处理单元。
激光发射器000用于产生预定功率的初始激光。激光发射器000为光纤激光器，激光波长1100nm～1600nm。
第一分光单元001用于将初始激光分为第一比对光以及第一检测光。
第一光强探测器002用于检测第一比对光得到了第一光强度值。
第一压力敏感单元100对周边环境的压力进行感应，进而影响第一检测光。
第一压力敏感单元100包括依次让第一检测光透过的石榴石层101、二氧化硅微球层102以及石英层103。石榴石层101、二氧化硅微球层102以及石英层103可以厚度一致或厚度不一致。
石榴石层101的厚度为10nm-100μm。
二氧化硅微球层102含有多个二氧化硅微球.。二氧化硅微球采用自组装方法制备，二氧化硅微球直径尺寸10nm-100μm。
石英层103的厚度为10nm-100μm。
第二分光单元003用于将经过第一压力敏感单元的第一检测光分为第二比对光以及第二检测光。
第二光强探测器004用于检测第二比对光得到了第二光强度值。
第二压力敏感单元200对周边环境的压力进行感应，进而影响第二检测光。在本实施例中，第二压力敏感单元200与第一压力敏感单元100结构一致。
第二压力敏感单元100包括依次让第二检测光透过的石榴石层201、二氧化硅微球层202以及石英层203。石榴石层201、二氧化硅微球层202以及石英层203厚度可以一致，也可以不一致。
石榴石层201的厚度为10nm-100μm。
二氧化硅微球层202含有多个二氧化硅微球.。二氧化硅微球采用自组装方法制备，二氧化硅微球直径尺寸10nm-100μm。
石英层203的厚度为10nm-100μm。
第三光强探测器005用于检测经过第二压力敏感单元的第二检测光得到了第三光强度值。
在本实施例中，第一光强探测器002、第二光强探测器004和第三光强探测器005均采用ingaas探测器。
数据处理单元根据第一光强度值、第二光强度值以及第三光强度值得到周边环境的压力数值。
在本实施例中，第一光强探测器002检测到的光功率(第一光强度值)为p1，第二光强探测器004检测到的光功率(第二光强度值)为p2，第三光强探测器005检测到的光功率(第三光强度值)为p3。
数据处理单元分别计算第一压力敏感单元的透过率p2/p1以及第二压力敏感单元的透过率p3/p2，进而根据第一压力敏感单元100的透过率以及第二压力敏感单元200的透过率计算透过率的平均值进而得到周边环境的压力数值。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置，因为具有第一压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第一检测光；第二分光单元，用于将经过第一压力敏感单元的第一检测光分为第二比对光以及第二检测光；第二光强探测器，用于检测第二比对光得到了第二光强度值；第二压力敏感单元，对周边环境的压力进行感应，进而影响第二检测光；以及第三光强探测器，用于检测经过第二压力敏感单元的第二检测光得到了第三光强度值，其中，第一压力敏感单元与第二压力敏感单元结构一致，第一压力敏感单元含有石榴石层、二氧化硅微球层以及石英层。所以，本实施例的具有自修正功能的石榴石型光学压力传感装置引入两个压力敏感单元，可以通过三个光强探测器获得光强的平均变化值，进而解决因环境温度、外界干扰等因素引起的线性误差大、精度差的问题，最终得到周围环境的压力的准确平均值。不仅如此，本实施例的石榴石型光学压力传感装置具有结构简单清晰，抗干扰和自调节能力强、反应速度快、精度高等优点，而且在测量精度、线性误差、抗干扰能力和自修正方面性能优越。
另外，由于采用两个压力敏感单元，以及通过计算透过率的平均值进而得到周边环境的压力数值，本实施例的石榴石型光学压力传感装置还进一步降低压力传感装置的线性误差，提高测量精度、抗干扰能力和环境适应能力。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。