一种基于PDMS及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器

本技术涉及光纤传感，尤其涉及一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器。

背景技术：

1、压力传感器在日常生活中有着广泛的应用，其中应用最广泛的就是在工业生产领域的应用，最主要的就是用于各种工业生产的自控环境，如石化、机床、船舶等，传统的压力传感器大多体积较大，且安装较为复杂，并且容易受外界环境的干扰而导致测量不准，进而对生产产生重大的损害。温度这一物理参数在日常生活中的应用范围更加广泛，小到对我们体温的测量，大到对工业生产温度标定的精准测量，都需要我们可以精确的获取环境温度，与传统的压力传感器相似，温度传感器同样容易受到外界环境的干扰，导致出现测量不准等情况。

2、光纤传感器具有不受电磁干扰、稳定性较好、体积小、被动传感等特点，因此被广泛应用于各个领域，实现对压力信号、温度信号的高灵敏度测量。法布里-珀罗腔是一种应用广泛的光学结构，当外界压力信号发生变化时，其使得其腔长发生相应的变化，进而会导致光信号的波峰波长发生变化，通过对光信号的波峰波长进行检测，即可实现对外界待测压力信号的检测。仅采用单模光纤与空芯光纤构成法布里-珀罗腔会导致灵敏度较低，对一些压力信号的检测精度不够，甚至对一些频率信号无法做出响应，限制了压力传感器的适用范围。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器。具有灵敏度高，使用方便，制作工艺简单，可靠性高的优点。在测量压力信号的同时可以对温度信号进行测量。

2、一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，具体包括：传感器探头,环形器，光源以及光谱仪；

3、所述传感器探头包括单模光纤、空芯光纤、pdms液体以及微米硅膜；所述单模光纤的一端与空芯光纤一端中心对齐并用熔接机完成熔接，空芯光纤另一端封装微米硅膜；空芯光纤内部灌注自配的pdms液体，所述自配的pdms液体为pdms与固化剂3：1的混合液，pdms液体通过恒温箱进行固化；

4、所述封装微米硅膜为，将微型气泡膜与空芯光纤另一端进行连接，微型气泡膜与空芯光纤中间形成微米硅膜，再将微型气泡膜与空心光纤拉开；

5、所述微型气泡膜为，将一段空芯光纤两端与一段单模光纤中心对齐并利用熔接机进行熔接，对该空芯光纤中部进行熔断处理，在熔断处利用熔接机进行放电处理，熔断处两端形成微型气泡膜；

6、在单模光纤的另一端连接环形器，环形器的另外两个端口分别连接光源和光谱仪；

7、所述特制的微米硅膜厚度为5um-15um；空芯光纤的长度为60-90um，内径为70-80um；

8、所述单模光纤的长度为150um-200um；

9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

10、本实用新型提供一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，能够在测量压力信号的同时对温度信号进行测量；制作工艺简单，仅利用熔接机即可完成制作；同时具有光纤传感器的固有优势，相比于传统的压力传感器存在的如安装复杂、电器误差、外界电磁干扰等问题。该光纤传感器具有不受电磁干扰、稳定性较好、体积小、被动传感等特点，可实现对压力-温度信号的高灵敏度测量。

11、本实用新型提供的压力传感器不但解决了传统压力传感器易受外界干扰、安装困难、体积较大的问题，同时也解决了仅依靠单模光纤对传感器进行制作时带来的灵敏度低的问题，在可以较高精度的测量压力信号的同时，也可以对外界的温度信号进行测量。

技术特征：

1.一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，其特征在于，包括：传感器探头,环形器，光源以及光谱仪；

2.根据权利要求1所述的一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，其特征在于，所述微米硅膜为，微型气泡膜与空芯光纤另一端连接，微型气泡膜与空芯光纤中间即为微米硅膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，其特征在于，所述微米硅膜厚度为5um-15um。

4.根据权利要求1所述的一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，其特征在于，空芯光纤的长度为60-90um，内径为70-80um。

5.根据权利要求1所述的一种基于pdms及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，其特征在于，所述单模光纤的长度为150um-200um。

技术总结
本技术提供一种基于PDMS及微米硅膜封装的微型压力温度光纤传感器，涉及光纤传感技术领域。本装置包括：传感器探头,环形器，光源以及光谱仪；所述传感器探头包括单模光纤、空芯光纤、PDMS液体以及微米硅膜；所述单模光纤的一端与空芯光纤一端中心对齐并用熔接机完成熔接，空芯光纤另一端封装微米硅膜；空芯光纤内部灌注自配的PDMS液体，所述自配的PDMS液体为PDMS与固化剂3：1的混合液，PDMS液体通过恒温箱进行固化；在单模光纤的另一端连接环形器，环形器的另外两个端口分别连接光源和光谱仪。

技术研发人员：孙一然,艾莹,郑杨,袁浩天,李晋
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：20230321
技术公布日：2024/1/14