CN211824802U - 一种耐高压抗电磁干扰温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，包括外壳、光纤护套、纤维丝、光纤套管、光纤Bragg光栅，所述光纤Bragg光栅的左侧设置有栅区部位其余部位为光纤，且栅区部位位于外壳内部，所述光纤穿于光纤套管中，且光纤套管外设有一层纤维丝，所述纤维丝外包裹光纤护套，结构简单可靠等优点，且环境适应性优异，能够在强电磁场等环境下长期正常工作，并耐腐蚀、耐潮湿，同时其还可远程监测，传感信号为光纤Bragg光栅调制的中心波长值，而非强度值，可实现远程测量。

Description

一种耐高压抗电磁干扰温度传感器

技术领域

本实用新型涉及温度测量仪器技术领域，具体为一种耐高压抗电磁干扰温度传感器。

背景技术

高压、强电磁辐射环境存在比较强的电磁场，而且这种环境下一般温度较高，对高压、强电磁干扰、强电磁辐射环境温度进行监测能有效保护电气设备的安全，传统电传感器通常都是弱电信号，在这种强电磁环境下，很难有效的发挥功用，而且信号采集传输易受干扰，温度精度很难保证。

光纤Bragg光栅传感器与传统传感器相比具有灵敏度高、体积小、重量轻、安全防爆、抗强电磁干扰、信号传输距离远等优点，根据光纤Bragg光栅传感器技术的特点，特别适合在高压、强电磁辐射等强电磁环境下应用，光纤Bragg光栅本身能有效的抗电磁干扰，但光纤Bragg光栅本身比较脆弱，需采用一定的结构进行封装，封装后如何快速、灵敏将温度值测量出来，且封装结构结构简单，方法可行，不引进电磁场，绝缘等是采用光纤Bragg光栅传感技术对高压、强电磁辐射环境温度进行监测的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，包括外壳、光纤护套、纤维丝、光纤套管、光纤Bragg光栅，所述光纤Bragg光栅的左侧设置有栅区部位其余部位为光纤，且栅区部位位于外壳内部，所述光纤穿于光纤套管中，且光纤套管外设有一层纤维丝，所述纤维丝外包裹光纤护套，且光纤护套与外壳通过胶水连接。

优选的，所述外壳内腔开设有长孔，且长孔的直径大于0.125mm，同时，外壳的内腔还开设有锥形孔，且锥形孔的左侧与长孔的右侧接触。

优选的，所述外壳断面外形为方形或圆形，且外壳的左侧为封闭设置。

优选的，所述栅区部位的左端自由，右端的光纤固定，且栅区部位表面无涂覆层。

优选的，所述光纤套管内侧连接光纤套管粘接部位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型设置了外壳、光纤护套、纤维丝、光纤套管、光纤Bragg光栅、栅区部位和光纤，将外壳除端部的四面可随机紧贴于被测物表面，测温部位精准，且温度响应快，通过光纤Bragg光栅可实现对高压、强电磁辐射强电磁场环境精确、快速测量，其为直接测量，具有抗电磁干扰、抗电磁辐射、本质安全（光纤Bragg光栅是无源工作）、结构简单可靠等优点，且环境适应性优异，能够在强电磁场等环境下长期正常工作，并耐腐蚀、耐潮湿，同时其还可远程监测，传感信号为光纤Bragg光栅调制的中心波长值，而非强度值，可实现远程测量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：11外壳、111长孔、112锥形孔、12光纤护套、13纤维丝、14光纤套管、141光纤套管粘接部位、15光纤Bragg光栅、151栅区部位、152光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的外壳11、长孔111、锥形孔112、光纤护套12、纤维丝13、光纤套管14、光纤套管粘接部位141、光纤Bragg光栅15、栅区部位151和光纤152部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1，一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，包括外壳11、光纤护套12、纤维丝13、光纤套管14、光纤Bragg光栅15、栅区部位151和光纤152，外壳11断面外形为方形或圆形，且外壳11的左侧为封闭设置，外壳11内腔开设有长孔111，且长孔111的直径比光纤152的直径大于0.125mm，同时，外壳11的内腔还开设有锥形孔112，且锥形孔112的左侧与长孔111的右侧接触，光纤Bragg光栅15的左侧设置有栅区部位151，栅区部位151的左端固定，且栅区部位151表面无涂覆层，且栅区部位151位于外壳11内部，光纤152穿于光纤套管14中，且光纤套管14外设有一层纤维丝13，可增加传感器线缆抗拉强度，纤维丝13外包裹光纤护套12，且光纤护套12与外壳11通过胶水连接，光纤套管14内侧连接光纤套管粘接部位141。

根据耦合模理论，光纤Bragg光栅15的中心反射波长可以表示为：

（1）

式中为导模的有效折射率，为光栅的周期，由（1）式可以看出，中心反射波长与有效折射率和光栅周期有关，有效折射率和光栅周期会随着温度、压力、应变的变化而变化，从而根据中心反射波长的变化量来测量温度、压力、应变等变化量。

当光纤Bragg光栅15受到轴向外力及温度的影响时，其光栅周期和纤芯折射率将会发生变化，光纤Bragg光栅15反射波长也会发生变化，其关系式为：

（2）

对于（2）式，假设仅有温度变化时，由热膨胀效应引起的光栅周期变化为：

（3）

式中为光纤的热膨胀系数，热光系数引起有效折射率变化为：

（4）

式中为光纤的热光系数，表示折射率随温度的变化率。

因此可得光纤Bragg光栅15反射波长变化量和温度变化的关系：

（5）

由（5）式可见，光纤Bragg光栅15反射波长变化量和温度变化量存在一一对应的关系，因此可以通过对光纤Bragg光栅15反射波长变化量的检测解析求得温度变化量。

使用时，将外壳11除端部的四面可随机紧贴于被测物表面，测温部位精准，且温度响应快，通过光纤Bragg光栅15可实现对高压、强电磁辐射环境精确、快速测量，其为直接测量，具有抗电磁干扰、抗电磁辐射、本质安全（光纤Bragg光栅15是无源工作）、结构简单可靠等优点，且环境适应性优异，能够在电磁场、电磁辐射等环境下长期正常工作，并耐腐蚀、耐潮湿，同时其还可远程监测，传感信号为光纤Bragg光栅15调制的中心波长值，而非强度值，可实现远程测量。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，包括外壳（11）、光纤护套（12）、纤维丝（13）、光纤套管（14）、光纤Bragg光栅（15），其特征在于：所述光纤Bragg光栅（15）的左侧设置有栅区部位（151）其余部位为光纤（152），且栅区部位（151）位于外壳（11）内部，所述光纤（152）穿于光纤套管（14）中，且光纤套管（14）外设有一层纤维丝（13），所述纤维丝（13）外包裹光纤护套（12），且光纤护套（12）与外壳（11）通过胶水连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，其特征在于：所述外壳（11）内腔开设有长孔（111），且长孔（111）的直径大于0.125mm，同时，外壳（11）的内腔还开设有锥形孔（112），且锥形孔（112）的左侧与长孔（111）的右侧接触。

3.根据权利要求1所述的一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，其特征在于：所述外壳（11）断面外形为方形或圆形，且外壳（11）的左侧为封闭设置。

4.根据权利要求1所述的一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，其特征在于：所述栅区部位（151）的左端自由，右端的光纤（152）固定，且栅区部位（151）表面无涂覆层。

5.根据权利要求1所述的一种耐高压抗电磁干扰温度传感器，其特征在于：所述光纤套管（14）内侧连接光纤套管粘接部位（141）。

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