专利名称：全光纤温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于温度测量的高灵敏度全光纤温度传感器，属于光纤传感器技术领域。
现有的光纤传感器需要使用在光纤上产生感受量的外部结构，例如使纵向或横向应力转变成光纤应变的外结构，或者改变所绕光纤的周期数的外结构等，因而结构复杂、体积大，使用场合受到限制。
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种不需要现有技术中的外部结构，可以直接感知的全光纤温度传感器。
本实用新型可由光纤和薄膜组成，其特点在于光纤采用刻纹多膜光纤，即光纤中段部位具有等间距的刻蚀条纹，刻纹光纤表面镀有一层具有热胀性能的薄膜，当薄膜受热产生应变时，刻纹光受到拉应力，由入射光通过光纤时，随着温度的增加，应力也增加，而输出的光功率不断减小，通过检测光功率的变化，就可指示出相应的温度变化。光纤上刻纹的目的是增加温度传感的灵敏度。由于光纤纤径不同的光纤段具有不同的模体积，两段不同模体积的光纤连接时，必定存在光功率的损耗。当温度变化愈大时，模体积的变化俞大，其光功率损耗也愈大。
本实用新型与现有技术相比，具有结构特别简单、体积小、重量轻、灵敏度高和准确性好等优点。它不需要外加产生光纤扰动的外部结构，就可以直接得到传感信号。用作温度测量传感器时，可在0～200℃测量范围内的测量精度达到±0.1℃。由于温度场的感受元件直接依附在刻纹光纤上，可以用于测量表面的分布温度。
附图
为本实用新型的结构示意图。
本实用新型可采用附图所示的方案实现。多模光纤(1)的长度L1可为60～70mm；刻纹段长度Le和刻纹段间距(非刻纹段)Lu相等，可为0.4～0.6mm；刻纹段数N可为10～20；非刻纹段光纤纤径bu可为60～70μm；刻纹段光纤纤径be约为1／2bu。热胀性膜(2)可采用具有热胀性的金属膜(例如Al、Cu和不锈钢等)或具有热胀性的介质膜(例如ZnS、TiO2和ZrO2等)。热胀性膜(2)的长度L2可为2NLe＋20±2mm，膜的厚度δ可为0.6～1μm。光纤的刻度可通过光刻和腐蚀方法实现，热胀性膜可通过真空镀膜技术实现。
权利要求1.一种用于温度测量的全光纤温度传感器，由光纤和薄膜组成，其特征在于光纤采用刻纹多模光纤，即光纤中段部位具有等问距的刻蚀条纹，刻纹光纤表面镀有一层具有热胀性能的薄膜。
2.根据权利要求所述的全光纤温度传感器，其特征在于多模光纤(1)的长度L1＝60～70mm，刻纹段长度Le和刻纹段问距(非刻纹段)Lu均为0.4～0.6mm，刻纹段数N＝10～20，非刻纹段光纤纤径bu＝60～70μm，刻纹段光纤纤径be≈1／2bu。
3.根据权利要求1或2所述的全光纤温度传感器，其特征在于热胀性膜(2)为具有热胀性的金属膜或介质膜。
4.根据权利要求3所述的全光纤温度传感器，其特征在于热胀性膜(2)的长度L2＝2NLe＋20±2mm，膜厚度δ＝0.6～1μm。
专利摘要全光纤温度传感器由刻纹光纤和镀在刻纹光纤表面的具有热胀性能的薄膜构成，光纤的刻纹可采用光刻和腐蚀方法实现，热胀性膜可用真空镀膜的方法实现，热胀性膜可以为金属膜，也可以为介质膜，具有结构简单、体积小、重量轻、灵敏度高和准确性好等优点，可用作表面分布温度测量和传感器，在0～200℃测量范围内的测量精度可达到±0.1℃。
文档编号G01K11/00GK2188201SQ9422681
公开日1995年1月25日 申请日期1994年2月19日 优先权日1994年2月19日
发明者庞叔鸣 申请人:东南大学