[发明专利]用于海面温度监测的光纤光栅传感器、测量装置和方法

权利要求书

1.一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，其设有FBG传感器(3)，所述FBG传感器(3)设有FBG传感光纤(31)，所述FBG传感光纤(31)为单模硫系光纤，所述FBG传感光纤(31)上刻写有变迹光纤光栅(311)，所述变迹光纤光栅(311)为长周期变迹光纤光栅；所述FBG传感光纤(31)的其中一端与镀膜反射镜(32)相连接，用来实现透射光的反射。

2.根据权利要求1所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，所述变迹光纤光栅(311)为通过飞秒脉冲激光器在所述FBG传感光纤(31)上，按照变迹光纤光栅轮廓变迹函数写入的周期光栅；所述变迹光纤光栅轮廓变迹函数为高斯函数、余弦函数、Hammimg函数、Blackmann函数、Nuttall函数之中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，所述变迹光纤光栅(311)的反射中心波长为1530～1570nm，光栅总长度为10～20mm，反射率为92～98％，带宽为0.22～0.25nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，所述FBG传感器(3)还设有可提高所述变迹光纤光栅(311)的温度敏感性的载体，所述变迹光纤光栅(311)紧密包裹连接在所述载体内。

5.根据权利要求4所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，所述载体为疏水性材料涂层(8)，所述疏水性材料涂层(8)为通过紫外光固化法在所述变迹光纤光栅(311)表面涂上疏水性丙烯酸酯。

6.根据权利要求4所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器，其特征在于，所述载体为PDMS固体(9)，所述PDMS固体(9)设有PDMS海绵层(91)、PDMS弹性体层(92)，且二者上下层叠连接成一体式结构；所述PDMS海绵层(91)内沿三维方向设有网状孔隙，所述孔隙内布满温度敏感性智能水凝胶(5)；所述FBG传感光纤(31)的其中一端穿入所述PDMS弹性体层(92)并穿出后与镀膜反射镜(32)相连接，所述PDMS弹性体层(92)与设置在其内的所述FBG传感光纤(31)紧密连接，且所述变迹光纤光栅(311)紧密包裹连接设置在所述PDMS弹性体层(92)内。

7.一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器测量装置，其特征在于，其设有超辐射发光二极管的宽带光源(1)、三端口光环形器(2)、FBG传感单元、波长解调仪(4)，所述宽带光源(1)与所述三端口光环形器(2)的第一端口(21)光连接，所述三端口光环形器(2)的第二端口(22)与所述FBG传感单元的输入端光连接，所述FBG传感单元用于检测海水(6)温度；所述三端口光环形器(2)的第三端口(23)与所述波长解调仪(4)的输入端光连接；所述FBG传感单元设有如权利要求1-6任一项所述的FBG传感器(3)，所述FBG传感光纤(31)中远离所述镀膜反射镜(32)的一端与所述三端口光环形器(2)的第二端口(22)光连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于海面温度监测的光纤光栅传感器测量装置，其特征在于，所述超辐射发光二极管的宽带光源(1)的波长范围为1535～1565nm；所述波长解调仪(4)在1525～1570nm的光谱范围内，反射布拉格波长测量的分辨率为0.1～0.3pm。