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光纤温度传感薄膜探头的设计与实验研究

Research and Design of a Fiber-Optic Temperature Sensing Film Probe

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摘要

针对目前光纤温度传感器稳定性及抗干扰性差的问题,研究设计了一种新型光纤温度传感器探头。光纤温度传感薄膜探头是以锗为传感薄膜材料,探头结构采用了双层膜层叠结构,其中低折射率材料是二氧化硅,高折射率材料为锗。其探测原理是根据锗的折射率随温度变化而改变,从而导致了反射率的变化,在实际应用中,通过测量反射功率值达到测温的目的。光纤温度传感薄膜探头具有良好的线性特性,通过实验验证可以得到在测温范围为30 ℃~130 ℃时,其线性为99.85%。结果表明,得出的结论能够满足光纤温度传感器的线性化的目的。

Abstract

In order to solve nonlinear and unstable problem in measurement, a fiber-optic temperature sensing film probe was designed. The material of the sensing film probe is germanium. The sensing probe is a double-layered film structure, in which the low refractive index material is silicon dioxide and the high refractive index material is germanium. The detection principle is based on the changes of refractive index of germanium because of the temperature change, resulting in changes in the reflectivity. Practically, we can get the temperature figures by measuring the reflected power. The line linearization of the sensor, which was obtained over a temperature measurement range of 30 ℃~130 ℃ is 99.85%. The results show that the conclusion can meet the purpose of linearization of fiber temperature sensor.

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中图分类号:O484

DOI:10.3788/cjl201138.s107004

所属栏目:材料与薄膜

责任编辑:马沂  信息反馈

基金项目:国家自然科学基金(60908021)、上海市纳米专项(1052nm07100)、上海市重点学科项目第三期(S30502)和上海市研究生创新基金(JWCXSL1102)资助课题。

收稿日期:2011-08-14

修改稿日期:2011-09-07

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

胡佳惠:上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程研究院, 上海 200093
陶春先:上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程研究院, 上海 200093
张大伟:上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程研究院, 上海 200093
黄元申:上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程研究院, 上海 200093
倪争技:上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室 教育部光学仪器与系统工程研究院, 上海 200093

联系人作者:胡佳惠(usstoe0620@163.com)

备注:胡佳惠(1988-),女,硕士研究生,主要从事光学薄膜和温度传感等方面的研究。

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引用该论文

Hu Jiahui,Tao Chunxian,Zhang Dawei,Huang Yuanshen,Ni Zhengji. Research and Design of a Fiber-Optic Temperature Sensing Film Probe[J]. Chinese Journal of Lasers, 2011, 38(s1): s107004

胡佳惠,陶春先,张大伟,黄元申,倪争技. 光纤温度传感薄膜探头的设计与实验研究[J]. 中国激光, 2011, 38(s1): s107004

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