一种应用于光栅传感系统的光源恒温装置的制作方法

本实用新型涉及传感技术领域，具体涉及一种应用于光栅传感系统的光源恒温装置。

背景技术：

近年来，光纤光栅在传感领域的应用越来越引起人们的重视。同其它类型的传感器件相比，光纤传感器具有可靠性好、抗电磁干扰、抗腐蚀、能在复杂的化学环境下工作等特点，这些优点使得光纤光栅传感器能够被广泛的应用于各种结构健康监测中。

光纤光栅传感系统中的关键技术是光纤光栅波长信息的检测，即对光纤光栅传感器反射谱进行实时监测得到光纤光栅传感器的中心波长。光纤光栅的波长检测技术，可分为干涉法、滤波法和扫描光源法等。干涉法分辨率高，适用于动态解调，但易受外界环境影响，可调法布里-珀罗滤波法具有较宽的调谐范围，但插入损耗大。扫描光源法是当前技术较为成熟的方法之一，具有良好的复用能力和静态应变测量能力，通过对各种波长进行参考，实现对光纤光栅传感器的高精度解调。在扫描光源法中，激光器输出波长扫描的激光，由于激光器的谐振腔特性，其输出波形极易受工作环境温度波动影响，当温度发生变化时，其中心波长和波形会随温度变化漂移。目前的一些温控装置通过将激光器贴附在各种形态的温控器上进行温度控制，这样就使得激光器的受热或受冷部位集中在与温控器贴附的一面上，导致激光器的受热不均匀，在实际工作中难免会有此问题导致的波长和波形的漂移。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种应用于光栅传感系统的光源恒温装置，能够使激光器全面处于温度稳定的工作环境内。

一种应用于光栅传感系统的光源恒温装置，包括第一扣板和第二扣板，所述第一扣板与第二扣板相互闭合后两者之间形成保温腔，所述第一扣板和第二扣板上各设有一个半导体温控器，所述半导体温控器位于保温腔外，半导体温控器用于通过第一扣板和第二扣板的热传导来控制保温腔内的温度。

进一步的，所述第一扣板和第二扣板由金属制成。

进一步的，所述第一扣板或第二扣板上设有支撑机构，所述第一扣板与第二扣板相互闭合时，所述支撑机构位于所述保温腔内。

进一步的，所述支撑机构由隔热材料制成。

进一步的，所述第一扣板上设有第一支撑机构，所述第二扣板上设有第二支撑机构；所述第一扣板与第二扣板相互闭合时，第一支撑机构和第二支撑机构位于所述保温腔内。

进一步的，所述第一支撑机构和第二支撑机构均由隔热材料制成。

进一步的，所述半导体温控器包括半导体制冷片，两个半导体温控器的半导体制冷片的一面贴附在第一扣板和第二扣板的表面上。

进一步的，还包括散热器，所述散热器设置在半导体制冷片未与第一扣板或第二扣板贴附的一面上。

进一步的，所述散热器包括散热片和风扇，所述散热片贴附在半导体制冷片未与第一扣板或第二扣板贴附的一面上。

本实用新型的有益效果体现在：本实用新型包括第一扣板和第二扣板，第一扣板与第二扣板相互闭合后两者之间形成保温腔，半导体温控器设置在第一扣板和第二扣板上，在使用时将激光器放置在保温腔内，半导体温控器通过第一扣板和第二扣板对保温腔内的空气进行温度控制，使得处于保温腔内的激光器全方位均匀地受热或受冷，其波长和波形不会由于温度不稳定或受热不均匀而漂移。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的主要结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

为了解决光纤光栅传感系统中激光器的温度稳定性问题，本实用新型提出一种应用于光栅传感系统的光源恒温装置，如图1所示，包括第一扣板1和第二扣板2，第一扣板1与第二扣板2相互闭合后两者之间形成保温腔，第一扣板1和第二扣板2上各设有一个半导体温控器3，半导体温控器3位于保温腔外，半导体温控器3用于通过第一扣板1和第二扣板2的热传导来控制保温腔内的温度。具体的，半导体温控器3首先调控第一扣板1和第二扣板2的温度，第一扣板1和第二扣板2再调控保温腔内的空气温度，半导体温控器3自身具有温度探头6，将温度探头6安装在保温腔内。本实用新型在使用时，将激光器5放在第一扣板1和第二扣板2之间的保温腔内，再将第一扣板1和第二扣板2互相闭合形成保温腔，可以是通过螺纹固定的方式将第一扣板1和第二扣板2相互固定，激光器5便处在该保温腔内以在稳定的工作环境温度中工作，在不同的光纤光栅传感系统中，或在不同的工作环境中，激光器5的工作环境温度要求可能都不一样，设定好所需要恒定的温度值后，当保温腔内温度过高时温度探头6得知保温腔内温度数据，半导体温控器3进行制冷，当保温腔内温度过低时温度探头6得知保温腔内温度数据，半导体温控器3进行制热，在半导体温控器3的调控下使保温腔内的温度达到设定的温度值。通过本实用新型的结构，能够使保温腔内的空气温度达到稳定值，使得激光器5整体处于稳定温度的工作环境中，不会存在激光器5受热不均匀的问题，从而使激光器5的工作状态更加稳定，其输出扫描波长的工作工程不会受环境温度影响。

优选的，第一扣板1和第二扣板2由金属制成，从而更高效的将半导体温控器3的温度传导至保温腔内。

为了使激光器5更均匀地受热，第一扣板1或第二扣板2上设有支撑机构4，第一扣板1与第二扣板2相互闭合时，支撑机构4位于所述保温腔内，在使用时将激光器5安装在支撑机构4上使激光器5不与第一扣板1和第二扣板2接触，使得激光器5的受热更均匀。支撑机构4可选用固定杆、固定架等。

优选的，支撑机构4由隔热材料制成，使得第一扣板1和第二扣板2的温度不会通过支撑机构4传导至激光器5上，保证激光器5在支撑机构4的支撑下也能均匀受热。

在另一种实施例中，如图2所示，第一扣板1上设有第一支撑机构7，第二扣板2上设有第二支撑机构8；第一扣板1与第二扣板2相互闭合时，第一支撑机构7和第二支撑机构8位于保温腔内，具体的，将激光器5安装在第一支撑机构7和第二支撑机构8之间，由于激光器5同时受两个支撑机构的力，因此激光器5的固定更为稳定，优选的使第一支撑机构7和第二支撑机构8的长度相等且两者之间的安装距离符合激光器5的尺寸，使得激光器5距离第一扣板1和第二扣板2的距离相等，进一步使激光器5的受热更加均匀。同样，第一支撑机构7和第二支撑机构8均由隔热材料制成，防止第一扣板1和第二扣板2与激光器5之间产生直接热交换。

半导体温控器3包括半导体制冷片，两个半导体温控器3的半导体制冷片的一面贴附在第一扣板1和第二扣板2的表面上。半导体制冷片对第一扣板1和第二扣板2进行温度控制，通过改变输入的电流电压来改变半导体制冷片贴附在第一扣板1和第二扣板2的一面的制冷/制热状态。

由于半导体制冷片的特性，其一面在制冷的过程中，另一面为发热状态，当本实用新型在对第一扣板1和第二扣板2进行制冷时，不与第一扣板1和第二扣板2接触的一面散发的热量会使周围的空气温度升高，由于第一扣板1和第二扣板2具有导热能力，周围空气温度升高会反向影响第一扣板1和第二扣板2的温度。为此本实用新型提出一种优化结构，还包括散热器，散热器设置在半导体制冷片3未与第一扣板1或第二扣板2贴附的一面上，在半导体制冷片对第一扣板1和/或第二扣板2制冷时，使用散热器将半导体制冷片的发热面所产生的热量散出，防止第一扣板1和第二扣板2附近存在热空气滞留。具体的，可将散热器的控制电路与半导体温控器3相接通，当半导体制冷片对第一扣板1和第二扣板2进行制冷时，散热器打开；也可采用包含有温度探头的散热器，将温度探头安装在半导体制冷片不与第一扣板1或第二扣板2接触的一面上，当该面温度上升时打开散热器。具体的，如图3所示，散热器可以是如下形态：其包括散热片9和风扇10，散热片9贴附在半导体制冷片未与第一扣板1或第二扣板2贴附的一面上，该面将温度传导至散热片9，风扇10启动后再对散热片9进行降温。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。