[发明专利]一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器

说明书

本发明属于微纳传感器技术领域，特别涉及一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器。一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器，由依次连接的光纤接入段、外部固定装置、内部光纤固定装置、干涉空腔、温度和湿度传感器段组成。本发明提出了使用全氟磺酸型聚合物(Nafion)薄膜与光纤相结合而制作成的传感器，利用这种材料和结构使得单一的温度或湿度传感同时得以实现。

技术领域

本发明属于微纳传感器技术领域，特别涉及一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器。

背景技术

温度和湿度的监测与我们的生活密切相关，而且广泛的应用到国民经济的各个领域，而复用型的温度和湿度传感器应用的领域更为广泛。除此以外，微纳型的传感器由于其本身具有的诸多优点例如：微型化、易集成等越来越受到行业内的青睐。

相比于其他类型的传感器，光纤传感器具有尺寸小、抗电磁干扰强、灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀等诸多优点，在实际的应用中，也便于复用和组网，因而复合型的微纳光纤温度和湿度传感器拥有巨大的行业竞争力和广阔的应用前景。本发明提出了使用全氟磺酸型聚合物(Nafion)薄膜与光纤相结合而制作成的传感器，利用这种材料和结构使得单一的温度或湿度传感同时得以实现。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种简易可复用的温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器。

本发明的目的是这样实现的：

一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器，由依次连接的光纤接入段、外部固定装置、内部光纤固定装置、干涉空腔、温度和湿度传感器段组成；光纤接入段(1)用单模光纤将宽带光信号持续引入传感器将调制后的信号反馈；外部固定装置(2)用于保护和封装传感器的各个部分并且为传感器的制作提供了外部支架；内部光纤固定装置(3)将接入的光纤固定在石英玻璃管的正中心并防止其发生位移和错位；干涉空腔(4)形成法布里珀罗干涉腔的前半段，是形成干涉光谱的主要部分；温度和湿度传感器(5)构成干涉腔的后半段，在不同的温度和湿度环境下调制光信号。

所述光纤接入段为单模光纤，所述外部固定装置为石英玻璃管，所述内部光纤固定装置为紫外固化胶，所述干涉空腔为光纤端面与Nafion薄膜的内表面形成的空气腔，所述温度和湿度传感器为Nafion薄膜；石英玻璃管、单模光纤、空气腔以及Nafion膜均同轴。

所述外部固定装置石英玻璃管外径为400μm，内径为200μm；所述干涉空腔空气腔腔长为25μm～65μm；所述温度和湿度传感器Nafion膜的厚度为20μm～50μm。

所述接入段光纤采用普通的单模光纤与单模光纤相焊接，焊接的单模光纤长度为4cm～10cm，单模光纤纤芯直径为10μm，外径为125μm，温度和湿度传感器采用的Nafion薄膜为Nafion溶液与酒精混合溶液干燥而成。

本发明的有益效果在于：

本发明提出了使用全氟磺酸型聚合物(Nafion)薄膜与光纤相结合而制作成的传感器，利用这种材料和结构使得单一的温度或湿度传感同时得以实现。

附图说明

图1为本发明实施例一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器的结构示意图。

图2为本发明实施例一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器的光谱随温度频移的图像和频移随温度变化的拟合曲线。

图3为本发明实施例一种温度和湿度光纤法布里珀罗复合微纳传感器的光谱随湿度频移的图像和频移随湿度变化的拟合曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。