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全光纤湿度传感装置

阅读:753发布:2024-02-15

专利汇可以提供全光纤湿度传感装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供一种全光纤湿度传感装置,包括 光源 发射器件、检测光纤以及 光接收器 件,光源发射器件与检测光纤的输入端连接,检测光纤的输出端与光接收器件连接,检测光纤接收来自光源发射器件的检测光 信号 并向光接收器件发送湿度反馈 光信号 ;检测光纤设置有检测部,检测部包括裸纤以及包裹在裸纤外部的湿敏光折变材料。应用本实用新型可在禁止用电环境中实现湿度检测,且成本较低。,下面是全光纤湿度传感装置专利的具体信息内容。

1.一种全光纤湿度传感装置,其特征在于:包括光源发射器件、检测光纤以及光接收器件,所述光源发射器件与所述检测光纤的输入端连接,所述检测光纤的输出端与所述光接收器件连接,所述检测光纤接收来自所述光源发射器件的检测光信号并向光接收器件发送湿度反馈光信号
所述检测光纤设置有检测部,所述检测部包括裸纤以及包裹在所述裸纤外部的湿敏光折变材料。
2.根据权利要求1所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述检测部弯折设置。
3.根据权利要求2所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述检测部呈U型设置。
4.根据权利要求1至3任一项所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述湿敏光折变材料为聚乙烯醇材料。
5.根据权利要求1至3任一项所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述光源发射器件是激光器LED灯
6.根据权利要求1至3任一项所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述光接收器件是光电二极管或光敏三极管
7.根据权利要求1至3任一项所述的全光纤湿度传感装置,其特征在于:
所述检测光纤是多模光纤。

说明书全文

全光纤湿度传感装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及光纤传感技术领域,具体的,涉及一种全光纤湿度传感装置。

背景技术

[0002] 在很多高交变电场、易燃易爆、化学品环境,有些人们要求环境湿度能够进行实时测量,同时也需要低成本解决这种测湿度问题。
[0003] 一般对于这类环境的湿度测量,可采用很多种方法来实现。有的采用湿敏电阻的方法来进行测量,但这种湿敏电阻传输的信号电信号,在很多高电场、易燃易爆、化学品环境中很容易受到干扰,且容易传导电压,从而产生安全隐患。有的采用光纤FBG(Fiber Bragg Grating,光纤布拉格光栅)或分布式光纤测湿方法,但这种方法成本较高。因此,需要找到可在此类环境中测湿且能降低成本的方法。发明内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种可在高交变电场、易燃易爆、化学品环境中实现湿度检测,且成本较低的全光纤湿度传感装置。
[0005] 为了实现上述目的,本实用新型的全光纤湿度传感装置包括光源发射器件、检测光纤以及光接收器件,光源发射器件与检测光纤的输入端连接,检测光纤的输出端与光接收器件连接,检测光纤接收来自光源发射器件的检测光信号并向光接收器件发送湿度反馈光信号;检测光纤设置有检测部,检测部包括裸纤以及包裹在裸纤外部的湿敏光折变材料。
[0006] 由上述方案可见,本实用新型全光纤湿度传感装置通过在一整根光纤上设置湿敏光折变材料,由于湿敏光折变材料会随湿度的变化而相应的衰减光功率,通过检测检测光信号和湿度反馈光信号之间光功率的衰减程度可检测环境的湿度,从而避免电的使用,保障检测环境的安全。使用单根光纤作为湿度检测部件,可减少部件的连接,简化结构,降低成本,同时减少光信号传输的损耗,提高湿度检测的准确性。且全光纤优点是光纤为无源器件,无电绝缘体,抗电磁干扰,光纤材料耐腐蚀,耐酸耐,可应用于易燃易爆、高电压、高交变电场环境。
[0007] 进一步的方案中,检测部弯折设置。
[0008] 进一步的方案中,检测部呈U型设置。
[0009] 由此可见,由于光纤本身就是依靠光的全反射来进行传播,通过弯折设置结构时,全反射光学结构很容易由于外层折射率变化而使光外漏,从而达到提高测量灵敏度。。
[0010] 进一步的方案中,湿敏光折变材料为聚乙烯醇材料。
[0011] 由此可见,使用聚乙烯醇材料作为湿敏光折变材料,可提高湿度检测的准确性。
[0012] 进一步的方案中,光源发射器件是激光器LED灯
[0013] 由此可见,本实用新型中的光源发射器件可以采用多种光源,应用方便。
[0014] 进一步的方案中,光接收器件是光电二极管或光敏三极管
[0015] 由此可见,本实用新型中光接收器件采用光电二极管或光敏三极管,可降低成本。
[0016] 进一步的方案中,检测光纤是多模光纤。
[0017] 由此可见,使用多模光纤作为检测光纤,可减少光损耗,同时受环境影响较小,且便于布线。附图说明
[0018] 图1是全光纤湿度传感装置实施例的结构示意图。
[0019] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

[0020] 如图1所示,本实用新型全光纤湿度传感装置包括光源发射器件1、检测光纤2以及光接收器件3,光源发射器件1与检测光纤2的输入端连接,检测光纤2的输出端与光接收器件3连接,检测光纤2接收来自光源发射器件1的检测光信号并向光接收器件3发送湿度反馈光信号。检测光纤2设置有检测部21,检测部21包括裸纤211以及包裹在裸纤211外部的湿敏光折变材料212。检测部21弯折设置,优选的,检测部21呈U型设置。其中,湿敏光折变材料212为聚乙烯醇材料,光源发射器件1是激光器或LED灯,检测光纤2是多模光纤,光接收器件
3是光电二极管或光敏三极管。
[0021] 在本实用新型全光纤湿度传感装置在工作时,光源发射器件1输出连续的检测光信号,检测光信号在检测光纤2中传输,经过检测部21时,由于检测部21采用湿敏光折变材料212,当湿度变化时,分作用在涂有湿敏光折变材料212的裸纤211上,会对光信号造成损耗,因此,经过检测部21后获得湿度反馈光信号,检测光纤2将湿度反馈光信号输送至光接收器件3,光接收器件3可将湿度反馈光信号传输至与其连接的外部电路进行处理,从而获得湿度数据。外部电路在获得湿度数据时,可根据检测光纤2的种类以及湿敏光折变材料212种类进行计算。例如,本实施例中,检测光纤2为多模光纤,多模光纤外部折射率为1.34左右,湿敏光折变材料212为聚乙烯醇材料,湿度在95%变化到20%时,光折变材料由最初折射率为1.39变化到1.49,由于多模光纤会产生漏模情况,从而光功率也随湿度变化而衰减,从光功率的衰减量来测量环境的湿度。
[0022] 在制作全光纤湿度传感装置时,将检测光纤2的一部分去除包覆层,形成裸纤211,接着在裸纤211涂覆湿敏光折变材料212,将裸纤211完全包裹,将裸纤211弯曲成U型,得到检测部21,完成检测光纤2的制作后,将检测光纤2的输入端接入光源发射器件1并将检测光纤2的输出端与光接收器件3连接,从而完成全光纤湿度传感装置的制作。将光纤接入光源发射器件1和光接收器件3为本领域技术人员的公知技术,在此不再赘述。
[0023] 由上可知,本实用新型全光纤湿度传感装置通过在一整根光纤上设置湿敏光折变材料,由于湿敏光折变材料会随湿度的变化而相应的衰减光功率,通过检测检测光信号和湿度反馈光信号之间光功率的衰减程度可检测环境的湿度,从而避免电力的使用,保障检测环境的安全。使用单根光纤作为湿度检测探头,可减少部件的连接,简化结构,同时减少光信号传输的损耗,提高湿度检测的准确性。
[0024] 需要说明的是,以上仅为本实用新型的优选实施例,但发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改,也均落入本实用新型的保护范围之内。
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