专利名称：单光路半导体吸收型光纤温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤温度传感器，尤其涉及一种具有高精度和高稳定性的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，属于光纤温度传感器的生产领域。
背景技术：
温度传感器应用非常广泛，用于实现对产品或环境的温度监控。现在的温度传感器种类繁多，比如包括热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、双金属温度传感器、红外温度传感器等，这些温度传感器根据其各自不同的性能应用于不同的行业之中，与我们的生活、工作息息相关。从技术先进性的角度出发，近年来采用光纤作为通路、采用光信号作为信号传输载体的温度传感器越来越受到重视，这一类温度传感器被统称为光纤温度传感
ο现有的光纤温度传感器，虽然采用了光纤作为信号传输的通路，但温度传感探头还是采用传统的温度探头，比如钼电阻、铜电阻探头等，其测量精度很难提高，在某些比较恶劣的环境中应用时，其稳定性也不够高，所以已经难以适应现代工业社会的高精度、高稳定性要求。
发明内容本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有高精度和高稳定性的单光路半导体吸收型光纤温度传感器。本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的本实用新型包括砷化镓敏感探头、红外LED、输入耦合装置、输出耦合装置、光电三极管、放大电路和显示装置，所述红外LED的光信号输出端通过所述输入耦合装置与所述砷化镓敏感探头的光信号输入端连接，所述砷化镓敏感探头的光信号输出端依次连接所述输出耦合装置、所述光电三极管和所述放大电路后与所述显示装置的输入端连接。在工作过程中，首先由红外LED (即红外发光二极管)发出红外光，红外光经过输入耦合装置耦合后被传输到砷化镓敏感探头，经过砷化镓敏感探头的红外光信号会将砷化镓敏感探头感应到的温度及温度变化信号携带并经过输出耦合装置耦合到光电三极管，然后经过放大电路将信号放大，最后在显示装置内经过信号转化及计算后显示出所探测的即时温度，达到温度检测的目的。进一步，本实用新型还包括稳压电源，所述稳压电源的输入端与交流电源连接，所述稳压电源的输出端与所述红外LED的电源输入端连接。稳压电源可以为红外LED提供更加稳定可靠的电源，使红外LED获得更加稳定的输出功率，从而可得到更加稳定的红外光。具体地，所述砷化镓敏感探头包括砷化镓晶片、套管、插芯和法兰，所述套管置于所述法兰内，所述插芯置于所述套管内，所述砷化镓晶片的两个侧面分别与输入光纤和输出光纤连接，所述输入光纤和所述输出光纤均置于所述插芯内，所述砷化镓晶片置于所述插芯的中部并与所述插芯相互垂直。[0010]砷化镓是III- V族元素化合的化合物，是黑灰色固体，其熔点是1238°C。它在 6000C以下，能在空气中稳定存在，并且不为非氧化性的酸侵蚀。砷化镓可作半导体材料，其电子迁移率高、介电常数�。芤肷钅芗对又�、电子有效质量�。艽峁固厥�。用砷化镓材料做成的砷化镓敏感探头对近红外光的吸收波峰值随温度变化而变化，从而引起透射率随温度变化而变化，所以更够准确地检测到温度及温度变化的信号。套管、插芯都能将光纤与砷化镓晶片的相对位置牢牢固定，便于红外光将温度信号稳定地携带到输出耦合装置。进一步，所述砷化镓晶片的两个侧面分别与所述插芯粘结连接，这样能尽可能避免其它连接方式如螺丝连接所带来的破坏或对感应信号及传输造成影响。更进一步，所述插芯为陶瓷插芯；所述套管为陶瓷套管。陶瓷材料既能保证稳定性要求，又不会对信号感应和信号传输造成任何影响，同时具备牢固粘结的性能。本实用新型的有益效果在于本实用新型利用砷化镓敏感探头能够准确地感应温度信号的特性，以红外光为介质，将温度信号转化为电信号，从而实现检测温度的目的，测量精度高，可达0. ore，并具有良好的稳定性，响应时间快，在20 S之内，并有良好的长期稳定性、重复性，在20 70°C之间具有良好的线性，在石油工业、电力工业等行业中可得到广泛应用。
图1是本实用新型的整体结构框图；图2是本实用新型中砷化镓敏感探头的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实用新型包括稳压电源、砷化镓敏感探头、红外LED、输入耦合装置、输出耦合装置、光电三极管、放大电路和显示装置，稳压电源的输入端与交流电源(即图 1中的电源)连接，稳压电源的输出端与红外LED的电源输入端连接，红外LED的光信号输出端通过输入耦合装置与砷化镓敏感探头的光信号输入端连接，砷化镓敏感探头的光信号输出端依次连接输出耦合装置、光电三极管和放大电路后与显示装置的输入端连接。如图2所示，砷化镓敏感探头包括砷化镓晶片4、陶瓷套管2、陶瓷插芯5和法兰1， 套管2置于法兰1内，插芯5置于套管2内，砷化镓晶片4的两个侧面分别与输入光纤3和输出光纤6连接，输入光纤3和输出光纤6均置于插芯5内，砷化镓晶片4置于陶瓷插芯5 的中部并与陶瓷插芯5相互垂直，砷化镓晶片4的两个侧面分别与陶瓷插芯5粘结连接。结合图1和图2，在工作过程中，首先由红外LED发出红外光，红外光经过输入耦合装置耦合后再经过输入光纤3被传输到砷化镓敏感探头内的砷化镓晶片4，经过砷化镓晶片4的红外光信号会将砷化镓晶片4感应到的温度及温度变化信号携带并经过输出光纤 6和输出耦合装置耦合到光电三极管，然后经过放大电路将信号放大，最后在显示装置内经过信号转化及计算后显示出所探测的即时温度，达到温度检测的目的。本实用新型的重点在于提供一种利用红外光作为传输介质，利用砷化镓作为温度检测探头的光纤温度传感器，上述实施例也仅列出了众多实施例中的最佳实施例，任何在以上结构基础上通过显而易见的技术改变而衍变出来的光纤温度传感器，均应视为侵犯本实用新型专利的权利。
权利要求1.一种单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于包括砷化镓敏感探头、红外LED、输入耦合装置、输出耦合装置、光电三极管、放大电路和显示装置，所述红外LED的光信号输出端通过所述输入耦合装置与所述砷化镓敏感探头的光信号输入端连接，所述砷化镓敏感探头的光信号输出端依次连接所述输出耦合装置、所述光电三极管和所述放大电路后与所述显示装置的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于还包括稳压电源，所述稳压电源的输入端与交流电源连接，所述稳压电源的输出端与所述红外LED 的电源输入端连接。
3.根据权利要求1所述的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于所述砷化镓敏感探头包括砷化镓晶片、套管、插芯和法兰，所述套管置于所述法兰内，所述插芯置于所述套管内，所述砷化镓晶片的两个侧面分别与输入光纤和输出光纤连接，所述输入光纤和所述输出光纤均置于所述插芯内，所述砷化镓晶片置于所述插芯的中部并与所述插芯相互垂直。
4.根据权利要求3所述的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于所述砷化镓晶片的两个侧面分别与所述插芯粘结连接。
5.根据权利要求3或4所述的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于所述插芯为陶瓷插芯。
6.根据权利要求3所述的单光路半导体吸收型光纤温度传感器，其特征在于所述套管为陶瓷套管。
专利摘要本实用新型公开了一种单光路半导体吸收型光纤温度传感器，包括砷化镓敏感探头、红外LED、输入耦合装置、输出耦合装置、光电三极管、放大电路和显示装置，所述红外LED的光信号输出端通过所述输入耦合装置与所述砷化镓敏感探头的光信号输入端连接，所述砷化镓敏感探头的光信号输出端依次连接所述输出耦合装置、所述光电三极管和所述放大电路后与所述显示装置的输入端连接。砷化镓敏感探头对近红外光的吸收波峰值随温度变化而变化，从而引起透射率随温度变化而变化，本实用新型利用砷化镓敏感探头的这一特性，以红外光为介质，将温度信号转化为电信号，从而实现检测温度的目的，测量精度高，可达0.01℃，并具有良好的稳定性。
文档编号G01K11/32GK202329868SQ20112047007
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者于晓晖, 肖智宽, 胡正东 申请人:成都酷玩网络科技有限公司
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