[发明专利]光纤测温传感头、测温装置及测温方法

权利要求书

1.一种光纤测温传感头，包括由保偏光纤制作的温敏光纤，其特征在于：所述温敏光纤包层外直径为125μm，长度为1.15mm-1.35mm，其在波长为1310nm时的拍长约为10mm，在该温敏光纤尾部的端面上镀有铝质的反射膜(7)；由该温敏光纤的尾端至其首端方向长度在0.8mm-1.0mm的温敏光纤被固定密封在内径为250μm-350μm的石英玻璃管中。

2.根据权利要求1所述的光纤测温传感头，其特征在于：在所述石英玻璃管的外壁上设有两层涂层，分别是厚度为45μm-55μm且由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成的内层和厚度为180μm－220μm且由特氟龙材料制成的外层。

3.根据权利要求2所述的光纤测温传感头，其特征在于：所述石英玻璃管的外径为0.8mm-1.2mm，其长度在40mm-50mm。

4.一种光纤测温装置，包括SLED光源(1)和光纤测温传感头(4)，其特征在于：在SLED光源(1)与光纤测温传感头(4)之间，还连接有保偏环形器(2)和沃拉斯特棱镜(3)，其中，

SLED光源(1)通过多模光纤与保偏环形器(2)连接；

保偏环形器(2)的一个输出端口通过初段保偏光纤与沃拉斯特棱镜(3)；

沃拉斯特棱镜(3)一个输出端口通过中段保偏光纤与所述光纤测温传感头(4)中的敏感光纤的首端熔接；

所述光纤测温传感头(4)为权利要求1－3中任一项所述的光纤测温传感头(4)；

所述沃拉斯特棱镜(3)的另一个输出端口通过第一支路保偏光纤与第一光电探测器(5)相接；

所述保偏环形器(2)的另一个输出端口通过第二支路保偏光纤与第二光电探测器(6)相接。

5.根据权利要求4所述的光纤测温装置，其特征在于：所述熔接拐点处，所述中段保偏光纤的光轴与所述尾段保偏光纤的光轴之间的熔接角为45度。

6.根据权利要求5所述的光纤测温装置，其特征在于：所述初段保偏光纤、中段保偏光纤、第一支路保偏光纤和第二支路保偏光纤均为PME1300-10椭圆芯保偏光纤。

7.一种光纤测温方法，其步骤如下：

1)采用权利要求4－6中任一项所述的光纤测温装置；

2)由所述光纤测温装置中的SLED光源(1)发出的部分偏振光，经多模光纤传至保偏环形器(2)产生初段线偏振光，该初段线偏振光由该保偏环形器(2)的一个输出端口通过初段保偏光纤送至沃拉斯特棱镜(3)；

3)由该沃拉斯特棱镜(3)的一个输出端口输出一束中段线偏振光通过中段保偏光纤并以偏振方向平行于该中段保偏光纤主轴的方式沿该主轴传送；

4)中段线偏振光经所述的中段保偏光纤与所述光纤测温装置中的光纤测温传感头(4)内的温敏光纤的熔接拐点分解为两束正交模态且沿所述温敏光纤快慢轴传播的尾段线偏振光；

5)两束所述尾段线偏振光通过设置于温度场中的所述温敏光纤产生相位差，再经设置于所述温敏光纤尾部的反射膜(7)的反射后沿原光路返回，此时，两束尾段线偏振光的相位差增加一倍；

6)经过所述熔接拐点后发生干涉效应；

7)两束尾段线偏振光中，沿温敏光纤快轴返回的尾段线偏振光由设置于沃拉斯特棱镜(3)的另一输出端口上的第一光电探测器(5)接收；沿温敏光纤慢轴返回的尾段线偏振光由设置于保偏环形器(2)的另一输出端口上的第二光电探测器(6)接收。

8.根据权利要求7所述的光纤测温方法，其特征在于：所述第一光电探测器(5)和第二光电探测器(6)将干涉后的两束尾段线偏振光的光强信号转换为小电流信号，经前置放大器放大后送入模数转换器，再经信号处理单元高速采样还原出所述的干涉效应。