温度检测传感装置及系统的制作方法

本申请涉及温度检测领域，具体而言，涉及一种温度检测传感装置及系统。

背景技术：

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

热电阻的温度传感器的检测原理是利用金属随着温度变化，其电阻值也发生变化，通过测量电阻，并通过电阻与温度的关系完成对温度的测量，热电偶温度传感器由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。

由于热电阻温度传感器和热电偶温度传感器均需要通过将温度传感器内部的金属进行加热，金属在加热的过程中吸收一定的热量，使得该热电阻温度传感器和热电偶温度传感器对温度的测量存在较大误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种温度检测传感装置及系统，以解决现有技术中热电阻温度传感器和热电偶温度传感器均需要通过将温度传感器内部的金属进行加热，金属在加热的过程中吸收一定的热量，使得该热电阻温度传感器和热电偶温度传感器对温度的测量存在较大误差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种温度检测传感装置，装置包括：第一光纤、第二光纤、温感膨胀材、支撑部和挡板，温感膨胀部设置在第一光纤的一侧，第二光纤设置在温感膨胀部远离第一光纤的一侧，且第二光纤的一端与温感膨胀部平行，第二光纤的另一端与温感膨胀部之间设置有夹角，支撑部设置在第二光纤与温感膨胀部的夹角内部，支撑部用于对第二光纤的另一端支撑，挡板倾斜设置在第二光纤内部。

可选地，该第二光纤的另一端与温感膨胀部之间夹角的角度为5度-85度。

可选地，该挡板与温感膨胀部的夹角为95度-165度。

可选地，该挡板的厚度的10nm-60nm。

可选地，该挡板靠近温感膨胀部的一端延伸到温感膨胀部内部。

可选地，该挡板靠近温感膨胀层的宽度小于远离温感膨胀层的宽度。

可选地，该装置还包括金属颗粒层，金属颗粒层设置在第二光纤和温感膨胀部之间。

第二方面，本申请提供一种温度检测传感系统，系统包括：第一光源、第二光源、第一光谱仪、第二光谱仪和第一方面任意一项的温度检测传感装置，第一光源和第一光谱仪分别设置在第一光纤的两端，第二光纤和第二光谱仪分别设置在第二光纤的两端，第一光谱仪和第二光谱仪分别用于获取第一光纤和第二光纤的输出光信号，并通过输出光信号与待测温度的对应关系，得到待测温度。

本发明的有益效果是：

本申请提供的温度检测传感装置，装置包括：第一光纤、第二光纤、温感膨胀材、支撑部和挡板，温感膨胀部设置在第一光纤的一侧，第二光纤设置在温感膨胀部远离第一光纤的一侧，且第二光纤的一端与温感膨胀部平行，第二光纤的另一端与温感膨胀部之间设置有夹角，支撑部设置在第二光纤与温感膨胀部的夹角内部，支撑部用于对第二光纤的另一端支撑，挡板倾斜设置在第二光纤内部，当需要对待测区域的温度进行检测的时候，该温感膨胀部在待测环境温度的作用下，发生膨胀，使得该第一光纤和第二光纤的距离变大，进而使得该第一光纤和第二光纤内部的光信号之间的耦合情况发生改变，通过对该第一光纤和第二光线的出射光信号进行检测，并通过该出射光信号与待测温度的对应关系，得到待测温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种温度检测传感装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的另一种温度检测传感装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的另一种温度检测传感装置的结构示意图。

图标：10-第一光纤；20-第二光纤；30-温感膨胀材；40-支撑部；50-挡板；60-金属颗粒层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的实施过程更加清楚，下面将会结合附图进行详细说明。

图1为本发明一实施例提供的一种温度检测传感装置的结构示意图；如图1所示，本申请提供一种温度检测传感装置，装置包括：第一光纤10、第二光纤20、温感膨胀材30、支撑部40和挡板50，温感膨胀部设置在第一光纤10的一侧，第二光纤20设置在温感膨胀部远离第一光纤10的一侧，且第二光纤20的一端与温感膨胀部平行，第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间设置有夹角，支撑部40设置在第二光纤20与温感膨胀部的夹角内部，支撑部40用于对第二光纤20的另一端支撑，挡板50倾斜设置在第二光纤20内部。

该第一光纤10的一侧设置有该温感膨胀部，该温感膨胀部体积随着温度的改变而改变，该温感膨胀部的形状一般为条形，且靠近该第一光纤10和第二光纤20的两侧分别设置有可以容纳该第一光纤10和第二光纤20外壁的凹槽，在实际应用中，该第一光纤10的一侧设置有该温感膨胀部，该第二光纤20设置在该温感膨胀部远离该第一光纤10的一侧，且该第二光纤20的入射口的一端与该第一光纤10平行设置，该第二光纤20的出射口的一端翘起，即第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间设置有夹角，该第二光纤20与温感膨胀部之间的夹角内部设置有支撑部40用于支撑该第二光纤20，即该支撑部40的底部设置在该温感膨胀部上表面，该支撑部40的顶部与该第二光纤20翘起的一端连接，将该第二光纤20翘起的一端进行支撑，一般的，该支撑部40为多个支撑条构成，多个支撑条的一端设置在该温感膨胀部上部，另一端连接在该第二光纤20翘起的一端，且多个该支撑条与该温感膨胀部之间存在夹角，且多个支撑条与该第二光纤20的夹角不同，该第二光纤20的夹角位置内部设置有该挡板50，该挡板50倾斜设置在该第二光纤20内部，该挡板50用于阻挡通过该第二光纤20的光信号入射口到达该第二光纤20出射口的光信号的量，即光信号通过该第二光纤20的入射口进入到该第二光纤20内部，进而经过该挡板50，挡板50阻挡一部分光的进入，又由于该挡板50与该第二光纤20具有夹角，使得该一部分光在第二光纤20的壁上与该温感膨胀部的交界面发生反射，反射到该挡板50上，使得光信号在该交界面与该挡板50上多次反射，进而使得倾斜的挡板50对光信号的改变量会叠加多次，进而使得当该温感膨胀部发生形变时，该第二光纤20内的光信号的该变量会增加，进一步的提高了本申请对温度检测的灵敏度，一般的，该第一光纤10和第二光纤20的入射口和出射口的设置位置相同，即一侧为第一光纤10和第二光线的入射口，则另一端即为第一光纤10和第二光纤20的出射口，本申请的装置当需要对待测区域的温度进行检测的时候，该温感膨胀部在待测环境温度的作用下，发生膨胀，使得该第一光纤10和第二光纤20的距离变大，进而使得该第一光纤10和第二光纤20内部的光信号之间的耦合情况发生改变，通过对该第一光纤10和第二光线的出射光信号进行检测，并通过该出射光信号与待测温度的对应关系，得到待测温度，需要说明的是，该第一光纤10和第二光线的出射光信号进行检测，并通过该出射光信号与待测温度的对应关系，根据实验检测得到，在此不做具体限定。

本申请具体的有益效果为：

(1)将待测的光信号转化为第一光纤10和第二光纤20中受到温感膨胀层的形变对光信号的改变，用光信号监测温度的变化，一般光信号监测的量级可以很高，所以可以精确的测量温度的变化。

(2)本发明的装置检测部是光纤，尺寸很小，可以放在很小的缝隙里面，也很利于器件的集成。

(3)本发明利用光纤传输信号损耗低，抗干扰能力强，所以测得的信号受本身损耗的影响和外界信号的干扰的影响很小，因此能准确的测量温度的变化。

可选地，该第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间夹角的角度为5度-85度。

该第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间夹角的角度可以为5度，也可以为85度，还可以为5度-85度之间任意度数，在此不做具体限定，即该第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间夹角的角度为锐角。

可选地，该挡板50与温感膨胀部的夹角为95度-165度。

挡板50与温感膨胀部的夹角可以为95度，也可以为165度，还可以为95度-165度之间任意度数，在此不做具体限定，即该挡板50与温感膨胀部的夹角为钝角。

可选地，该挡板50的厚度的10nm-60nm。

该当班的厚度可以为10nm，也可以为60nm，还可以为10nm-60nm之间任意尺寸。

图2为本发明一实施例提供的另一种温度检测传感装置的结构示意图；如图2所示，可选地，该挡板50靠近温感膨胀部的一端延伸到温感膨胀部内部。

该挡板50靠近温感膨胀部的一端延伸到温感膨胀部内部，使得温感膨胀层膨胀时，挡板50的倾斜角度更容易发生变化，使得张角更易发生变化，导致聚集电子的程度也更易发生变化，从而使得此装置的灵敏度更高。

可选地，该挡板50靠近温感膨胀层的宽度小于远离温感膨胀层的宽度。

该挡板50靠近温感膨胀层的宽度小于远离温感膨胀层的宽度，即该挡板50底部小，顶部大，如此这样外界温度变化时，挡板50更容易倾斜，使得张角更易发生变化，导致聚集电子的程度也更易发生变化，从而使得此装置的灵敏度更高。

图3为本发明一实施例提供的另一种温度检测传感装置的结构示意图；如图3所示，可选地，该装置还包括金属颗粒层60，金属颗粒层60设置在第二光纤20和温感膨胀部之间。

第二光纤20和温感膨胀部之间设置金属颗粒层60，一方面，光纤里面的光到达金属颗粒层60的金属颗粒时，在金属颗粒的表面激发表面等离激元效应，在表面等离激元效应的作用下金属颗粒的表面会聚集大量的电子，并且两个金属颗粒之间会产生耦合，聚集更多的电子，当外界温度发生变化时，会改变两个金属膜之间的耦合距离，所以外界微小的光温度变化会使接收到的信号发生很强的变化，使得此装置的灵敏度更高。另一方面，金属颗粒吸收光信号，也会产生膨胀，导致两个光纤之间的距离发生变化，那么两个光纤之间电磁场的耦合强度发生变化，使得此装置的灵敏度更高。

可选地，该支撑部40的材料为贵金属材料，贵金属的支撑部40上会产生表面等离激元效应，聚集电子，当第二光纤20与该温感膨胀从之间的夹角发生变化时，倾斜程度不一样聚集电子的程度不一样，对光纤中传播的光信号也有影响。支撑部40是倾斜的更容易发生变化，使得张角更易发生变化，导致聚集电子的程度也更易发生变化。这两方面共同作用，使得此装置的灵敏度更高。

本申请提供的温度检测传感装置，装置包括：第一光纤10、第二光纤20、温感膨胀材30、支撑部40和挡板50，温感膨胀部设置在第一光纤10的一侧，第二光纤20设置在温感膨胀部远离第一光纤10的一侧，且第二光纤20的一端与温感膨胀部平行，第二光纤20的另一端与温感膨胀部之间设置有夹角，支撑部40设置在第二光纤20与温感膨胀部的夹角内部，支撑部40用于对第二光纤20的另一端支撑，挡板50倾斜设置在第二光纤20内部，当需要对待测区域的温度进行检测的时候，该温感膨胀部在待测环境温度的作用下，发生膨胀，使得该第一光纤10和第二光纤20的距离变大，进而使得该第一光纤10和第二光纤20内部的光信号之间的耦合情况发生改变，通过对该第一光纤10和第二光线的出射光信号进行检测，并通过该出射光信号与待测温度的对应关系，得到待测温度。

本申请提供一种温度检测传感系统，系统包括：第一光源、第二光源、第一光谱仪、第二光谱仪和上述任意一项的温度检测传感装置，第一光源和第一光谱仪分别设置在第一光纤10的两端，第二光纤20和第二光谱仪分别设置在第二光纤20的两端，第一光谱仪和第二光谱仪分别用于获取第一光纤10和第二光纤20的输出光信号，并通过输出光信号与待测温度的对应关系，得到待测温度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。