一種基于sms結構的束腰放大濕度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器是利用束腰放大熔接可激發包層模，包層模和纖芯模發生干涉的原理制成的。包括寬帶光源、入射單模光纖、SMS結構光纖傳感探頭、濕度敏感材料、出射單模光纖和光譜儀。外界濕度變化時兩束光的有效折射率以及光程差也相應的改變，使得輸出光的諧振峰中心波長發生變化。利用光譜儀檢測傳輸光譜的諧振峰移動，可解調出環境濕度信息。本實用新型提出的濕度傳感器，具有測量體積小、耐高溫和耐腐蝕等特點，是一種非電量濕度傳感器，尤其適合于高濕度下工作。
【專利說明】—種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光纖傳感【技術領域】，具體涉及一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器。
【背景技術】
[0002]濕度是表示空氣中水汽含量的物理量。隨著工農業的迅猛發展和科學技術的不斷進步，對環境濕度的監測越來越受到人們的重視，對濕度傳感器的環境適應性以及測量范圍、響應速度、測量精度等主要指標的要求也越來越高。國防科技、航空航天、發電變電、紡織、食品、醫藥、倉儲、農業等行業對濕度的要求都非常嚴格，對濕度參量進行有效的實時監測和控制，已成為正常生產的前提。
[0003]早期發明的干濕球濕度計和毛發濕度計，由于其測量精度低、響應速度慢、信號處理和控制困難等缺點，其應用范圍非常有限。現有的濕度傳感器中，電容式、電阻式等電量濕度傳感器，由于測量精度高、響應速度快以及信號易于處理和控制等優勢，在市場中占據主導地位，但其存在著長期穩定性和互換性差的不足以及濕滯、漂移、抗污染能力差等缺點，在核工業、電力傳輸等領域受到限制，因此也無法滿足現代科學技術發展的需要。
[0004]光纖濕度傳感器以其對外界環境的變化敏感、體積小、抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、能實現絕對測量、穩定性好、容易復用、能埋入工程結構等特點，因此得到了日益廣泛的應用。本實用新型制作簡單，成本低廉。
實用新型內容
[0005]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器技術方案。
[0006]所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，其特征在于包括寬帶光源、入射單模光纖、濕度敏感材料、SMS結構光纖探頭、出射單模光纖、光譜儀，所述的SMS結構光纖探頭一端與入射單模光纖和寬帶光源相連，另一端與出射單模光纖和光譜儀相連，所述的濕度敏感材料涂敷在SMS結構光纖探頭的表面。
[0007]所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器,其特征在于所述的SMS結構光纖探頭長度為8mm。
[0008]所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，其特征在于所述的濕度敏感材料是通過溶膠一凝膠法配置的水凝膠，該材料的折射率隨外界濕度變化而變化。
[0009]本實用新型的優點在于:濕度敏感材料化學性能穩定，具有長期穩定性和響應速度快的突出優點，SMS結構光纖探頭制作簡單，可以降低成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型結構示意圖，圖2是本實用新型SMS結構光纖探頭示意圖。【具體實施方式】
[0011]下面結合說明書附圖對本實用新型進一步說明:
[0012]如圖1所示，一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，包括寬帶光源1、入射單模光纖2、濕度敏感材料3、SMS結構光纖探頭4、出射單模光纖5、光譜儀6，所述的SMS結構光纖探頭4的兩端分別與入射單模光纖2和出射單模光纖5熔接，SMS結構光纖探頭4的表面涂上一層濕度敏感材料3，入射單模光纖2的另一端面與寬帶光源I連接，出射單模光纖5的另一端面與光纖光譜儀6連接。所述的SMS結構光纖探頭4由兩個束腰放大通過多模光纖級聯在一起形成，濕度敏感材料3是通過溶膠-凝膠法配置的水凝膠，該材料的折射率隨外界濕度變化而變化。
[0013]本實用新型裝置的工作方式為:寬帶光源發出的光通過入射單模光纖輸入SMS結構光纖探頭，通過傳感頭第一個束腰分成兩束光，一束光在多模光纖纖芯中傳輸，另一束光在多模光纖包層中傳輸，兩束光在傳感頭第二個束腰處稱合在單模光纖纖芯形成MZ干涉。在兩束腰之間的多模光纖的包層外涂上濕度敏感材料，外界濕度變化引起濕度敏感材料折射率的變化，從而引起包層中的光的雙折射系數B和長度L的改變，兩束光的有效折射率以及光程差也相應的改變，使得輸出光的諧振峰中心波長發生變化。利用光譜儀檢測傳輸光譜的諧振峰移動，可解調出環境濕度信息。
[0014]本實用新型能夠實現濕度測量的關鍵為:兩個束腰放大單模光纖通過多模光纖級聯在一起形成SMS結構光纖探頭，并且在SMS結構光纖探頭的多模光纖部分涂一層濕度敏感材料，在相對濕度從10 %到90 % RH變化過程中，濕度敏感材料的折射率亦相應地從1.35增大到1.45，總的變化量達到0.1，呈現出良好的濕敏特性。
【權利要求】
1.一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，其特征在于包括寬帶光源(I)、入射單模光纖⑵、濕度敏感材料⑶、SMS結構光纖探頭(4)、出射單模光纖(5)、光譜儀(6)，所述的SMS結構光纖傳感探頭(4) 一端與入射單模光纖(2)和寬帶光源(I)相連，另一端與出射單模光纖(5)和光譜儀(6)相連，所述的濕度敏感材料(3)涂敷在SMS結構光纖探頭(4)的表面。
2.根據權利要求1所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，其特征在于所述的SMS結構光纖傳感探頭長度為8mm。
3.根據權利要求1所述的一種基于SMS結構的束腰放大濕度傳感器，其特征在于所述的濕度敏感材料是通過溶膠-凝膠法配置的水凝膠，該材料的折射率隨外界濕度變化而變化。
【文檔編號】G01N21/45GK203587499SQ201320607438
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】唐學敏, 安佳麗, 朱冰倩, 王寧, 金永興 申請人:中國計量學院