一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，包括傳導(dǎo)光纖、半導(dǎo)體光纖探頭、DFB激光器、光分路器、光電接收模塊和單片機(jī)，所述半導(dǎo)體光纖探頭用光纖插針固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭和光纖插針共同的端面上鍍有一層半導(dǎo)體膜片，所述半導(dǎo)體膜片可以是鍺、砷化鎵或者硅等半導(dǎo)體材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：將半導(dǎo)體光纖探頭用光纖插針固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭和光纖插針共同的端面上鍍有一層鍺、砷化鎵或者硅等半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體膜片，解決了【背景技術(shù)】中所述的傳統(tǒng)強(qiáng)度調(diào)制型半導(dǎo)體光纖溫度傳感器測量精度較低、受光強(qiáng)變化影響大等缺陷，使系統(tǒng)具有更佳的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，達(dá)到提高系統(tǒng)性能的目的。
【專利說明】一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，屬于光纖溫度傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]從以往多數(shù)對光纖溫度傳感器的改進(jìn)和設(shè)計來看，方案大多采用了強(qiáng)度調(diào)制型的光纖傳感結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)主要存在穩(wěn)定性差、精度低、易受周圍環(huán)境影響等缺點(diǎn)。
[0003]在國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的一篇申請?zhí)枮?00910062879.1的專利文件中公布了一種半導(dǎo)體反射型光纖溫度傳感器及其傳感裝置。這種傳感器將一塊半導(dǎo)體晶片用彈簧緊頂在傳導(dǎo)光纖的一端，提供一種強(qiáng)度調(diào)制型半導(dǎo)體光纖溫度傳感器。但是，由于該傳感器受到外界環(huán)境的變化而改變，反射回來的光強(qiáng)會發(fā)生變化，使得測溫不準(zhǔn)確，線性度差，精度不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有強(qiáng)度調(diào)制型半導(dǎo)體光纖溫度傳感器存在的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一種不易受周圍環(huán)境影響的基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，包括傳導(dǎo)光纖、半導(dǎo)體光纖探頭、DFB激光器、光分路器、光電接收模塊和單片機(jī)，其特征在于:所述半導(dǎo)體光纖探頭用光纖插針固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭和光纖插針共同的端面上鍍有一層半導(dǎo)體膜片。
[0006]所述半導(dǎo)體膜片可以是鍺、砷化鎵或者硅等半導(dǎo)體材料。
[0007]基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器的工作原理是可調(diào)諧DFB激光器發(fā)出周期性掃描的窄帶光，經(jīng)光纜傳輸?shù)讲荚O(shè)在監(jiān)測現(xiàn)場的半導(dǎo)體光纖探頭，半導(dǎo)體光纖探頭根據(jù)溫度變化反射對應(yīng)的一個窄帶光，根據(jù)測定出半導(dǎo)體光纖探頭所返回的不同窄帶光的中心波長，從而解析出各監(jiān)測點(diǎn)的溫度值。
[0008]首先用恒溫驅(qū)動將DFB激光器溫度恒定，然后由單片機(jī)控制的16bit D/A產(chǎn)生鋸齒波電路驅(qū)動DFB激光器發(fā)光，其中1/10的光直接進(jìn)入光電探測器作為參考信號，9/10的光由1*2的光分路器入射到半導(dǎo)體光纖探頭中，半導(dǎo)體光纖探頭將帶有溫度信息的光反射，再用光電接收模塊檢測、放大后經(jīng)A/D采樣進(jìn)入單片機(jī)處理。
[0009]在溫度恒定時，DFB激光器的波長會隨著驅(qū)動電流的變化而改變，形成波長的電流調(diào)制。當(dāng)驅(qū)動電流為鋸齒波形狀時，DFB激光器就會在一定范圍的波長內(nèi)進(jìn)行周期性掃描，如果光半導(dǎo)體光纖探頭的中心波長落在該范圍內(nèi)，可以得到半導(dǎo)體光纖探頭的掃描譜型，計算后的半導(dǎo)體光纖探頭峰值對應(yīng)于DFB激光器的驅(qū)動電流某一值，然后通過驅(qū)動電流與波長的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系，最終得出半導(dǎo)體光纖探頭的波長值，也就可以得到半導(dǎo)體光纖探頭所攜帶的溫度信息，實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測。[0010]本發(fā)明的有益效果在于:將半導(dǎo)體光纖探頭用光纖插針固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭和光纖插針共同的端面上鍍有一層鍺、砷化鎵或者硅等半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體膜片，解決了【背景技術(shù)】中所述的傳統(tǒng)強(qiáng)度調(diào)制型半導(dǎo)體光纖溫度傳感器測量精度較低、受光強(qiáng)變化影響大等缺陷，使系統(tǒng)具有更佳的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，達(dá)到提高系統(tǒng)性能的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體光纖探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖中各部分名稱如下:
[0014]1、半導(dǎo)體光纖探頭
[0015]2、DFB 激光器
[0016]3、光分路器
[0017]4、光電接收模塊
[0018]5、單片機(jī)
[0019]6、光纖插針
[0020]7、半導(dǎo)體膜片
[0021]8、傳導(dǎo)光纖
[0022]具體實(shí)施式
[0023]下面結(jié)合附圖1、2進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式。
[0024]一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，包括傳導(dǎo)光纖8、半導(dǎo)體光纖探頭
1、DFB激光器2、光分路器3、光電接收模塊4和單片機(jī)5，所述半導(dǎo)體光纖探頭I用光纖插針6固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭I和光纖插針6共同的端面上鍍有一層半導(dǎo)體膜片7。
[0025]所述的半導(dǎo)體膜片7是采用鍍膜機(jī)把半導(dǎo)體材料直接鍍在光纖插針6和半導(dǎo)體光纖探頭I的共同端面上的，采用的是反射波長隨溫度變化而變化的溫度敏感材料，其功能是導(dǎo)致反射波長隨溫度變化而變化，可以是鍺、砷化鎵、硅等半導(dǎo)體材料。
[0026]基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器的工作原理是可調(diào)諧DFB激光器2發(fā)出周期性掃描的窄帶光，經(jīng)光纜傳輸?shù)讲荚O(shè)在監(jiān)測現(xiàn)場的半導(dǎo)體光纖探頭1，半導(dǎo)體光纖探頭I根據(jù)溫度變化反射對應(yīng)的一個窄帶光，根據(jù)測定出半導(dǎo)體光纖探頭I所返回的不同窄帶光的中心波長，從而解析出各監(jiān)測點(diǎn)的溫度值。
[0027]首先用恒溫驅(qū)動將DFB激光器2溫度恒定，然后由單片機(jī)5控制的16bit D/A產(chǎn)生鋸齒波電路驅(qū)動DFB激光器2發(fā)光，其中1/10的光直接進(jìn)入光電探測器作為參考信號，9/10的光由1*2的光分路器3入射到半導(dǎo)體光纖探頭I中，半導(dǎo)體光纖探頭I將帶有溫度信息的光反射，再用光電接收模塊4檢測、放大后經(jīng)A/D采樣進(jìn)入單片機(jī)5處理。
[0028]在溫度恒定時，DFB激光器2的波長會隨著驅(qū)動電流的變化而改變，形成波長的電流調(diào)制。當(dāng)驅(qū)動電流為鋸齒波形狀時，DFB激光器2就會在一定范圍的波長內(nèi)進(jìn)行周期性掃描，如果光半導(dǎo)體光纖探頭I的中心波長落在該范圍內(nèi)，可以得到半導(dǎo)體光纖探頭I的掃描譜型，計算后的半導(dǎo)體光纖探頭I峰值對應(yīng)于DFB激光器2的驅(qū)動電流某一值，然后通過驅(qū)動電流與波長的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系，最終得出半導(dǎo)體光纖探頭I的波長值，也就可以得到半導(dǎo)體光纖探頭I所攜帶的溫度信息，實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，包括傳導(dǎo)光纖、半導(dǎo)體光纖探頭、DFB激光器、光分路器、光電接收模塊和單片機(jī)，其特征在于:所述半導(dǎo)體光纖探頭用光纖插針固定，并且在半導(dǎo)體光纖探頭和光纖插針共同的端面上鍍有一層半導(dǎo)體膜片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于波長檢測的半導(dǎo)體光纖溫度傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體膜片可以是鍺、砷化鎵或者硅。
【文檔編號】G01K11/32GK103776561SQ201110459289
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】楊斌 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司