CN203224446U - 一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器是利用长周期光栅的耦合谐振峰中心波长随着外界湿度的变化而变化原理制成的。本实用新型入射单模光纤一端连接宽带光源，另一端与长周期光纤光栅的一端熔接，长周期光纤光栅另一端与出射单模光纤的一端熔接，出射单模光纤的另一端连接光谱仪，湿度敏感材料涂敷在长周期光纤光栅的表面。当外界湿度变化时，长周期光栅的耦合谐振峰中心波长产生相应的移动，利用光谱仪检测传输光谱的谐振峰移动，可解调出环境湿度信息。本实用新型提出的湿度传感器，具有测量体积小、耐高温和耐腐蚀等特点，是一种非电量湿度传感器，尤其适合于高湿度下工作。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于长周期光纤光栅的湿度传感器。
背景技术
随着工农业的迅猛发展和科学技术的不断进步，对环境湿度的监测越来越受到人们的重视，对湿度参量进行有效的实时监测和控制，已成为正常生产的前提。现有的湿度传感器中，电容式、电阻式等电量湿度传感器，由于测量精度高、响应速度快以及信号易于处理和控制等优势，在市场中占据主导地位，但其存在着长期稳定性和互换性差的不足已无法满足现代科学技术发展的需要。
光纤传感器具有抗电磁干扰、灵敏度高、体积小、抗腐蚀等特点，属于非接触、非破坏性测量。将光纤传感技术与湿度测量相结合，大大拓宽了湿度传感器的应用领域。基于长周期光纤光栅的湿度传感器具有良好的稳定性，且制作简单，成本低廉，灵敏度高，可以用于多种物理参数的检测。本实用新型就是利用长周期光栅表面涂覆一层均匀的湿度敏感材料来实现湿度传感。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器技术方案。
所述的一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器，其特征在于包括宽带光源、入射单模光纤、长周期光纤光栅、湿度敏感材料、出射单模光纤、光谱仪，所述的入射单模光纤一端连接宽带光源，另一端与长周期光纤光栅的一端熔接，长周期光纤光栅另一端与出射单模光纤的一端熔接，出射单模光纤的另 一端连接光谱仪，所述的湿度敏感材料涂敷在长周期光纤光栅的表面。
所述的一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感，其特征在于所述的长周期光纤光栅利用振幅掩膜法刻蚀在普通的标准单模光纤上制成的。
所述的一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感，其特征在于所述的湿度敏感材料是通过溶胶-凝胶法配置的水凝胶，该材料的折射率随外界湿度变化而变化。
本实用新型的有意效果：湿度敏感材料化学性能稳定，具有长期稳定性和响应速度快的突出优点，光纤光栅型传感器具有测量体积小、耐高温和耐腐蚀等特点，是一种非电量湿度传感器，尤其适合于高湿度下工作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
如图所示，一种长周期光纤光栅结构的湿度传感器，包括宽带光源1、入射单模光纤2、长周期光纤光栅3、湿度敏感材料4、出射单模光纤5、光纤光谱仪6。长周期光纤光栅3的两端面分别与入射单模光纤2和出射单模光纤5熔接，长周期光纤光栅3的表面涂上一层湿度敏感材料4，入射单模光纤2的另一端面与宽带光源1连接，出射单模光纤5的另一端面与光纤光谱仪6连接。所述的长周期光纤光栅3利用振幅掩膜法刻蚀在普通的标准单模光纤上得到的；湿度敏感材料4是通过溶胶-凝胶法配置的水凝胶，该材料的折射率随外界湿度变化而变化。
本实用新型所述的湿度传感器的工作方式为：光源通过单模光纤入射到长周期光纤光栅中，长周期光纤光栅透射光谱上将会出现多个吸收峰，这些吸收 峰都以相位匹配波长为中心。随着外界湿度的变化，长周期光栅的耦合谐振峰中心波长产生相应的移动且引起包层与纤芯折射率差以及包层和纤芯半径的变化，改变光纤中的传输模式，同时也可能改变光栅的周期。这些导致包层模和导模之间耦合的系数和相位匹配波长的改变，最终通过透射谱中吸收峰强度和中心波长的改变表现出来。利用光谱仪检测传输光谱的谐振峰移动，即可得到周围环境的湿度大小。
本实用新型能够实现湿度测量的关键为：通过振幅掩膜法刻蚀在普通的标准单模光纤上得到长周期光纤光栅，并且在长周期光栅部分涂一层湿度敏感材料，在相对湿度从10％到90％RH变化过程中，湿度敏感材料的折射率亦相应地从1.35增大到1.45，总的变化量达到0.1，呈现出良好的湿敏特性。
Claims (3)
1.一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器，其特征在于包括宽带光源(1)、入射单模光纤(2)、长周期光纤光栅(3)、湿度敏感材料(4)、出射单模光纤(5)、光谱仪(6)，所述的入射单模光纤(2)一端连接宽带光源(1)，另一端与长周期光纤光栅(3)的一端熔接，长周期光纤光栅(3)另一端与出射单模光纤(5)的一端熔接，出射单模光纤(5)的另一端连接光谱仪(6)，所述的湿度敏感材料(4)涂敷在长周期光纤光栅(3)的表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器，其特征在于所述的长周期光纤光栅(3)利用振幅掩膜法刻蚀在普通的标准单模光纤上制成的。
3.根据权利要求1所述的一种基于长周期光纤光栅结构的湿度传感器，其特征在于所述的湿度敏感材料(4)是通过溶胶-凝胶法配置的水凝胶，该材料的折射率随外界湿度变化而变化。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822903A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 天津理工大学 | 一种基于无芯光纤的空气相对湿度测量仪 |
| CN106646729A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-05-10 | 上海大学 | 基于纤芯材料析晶的长周期光纤光栅及其制作方法 |
| CN109342332A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-15 | 中国计量大学 | 一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器 |
| CN116223373A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-06-06 | 北京工业大学 | 一种基于光学检测方法的水凝胶湿度传感器的制备及应用 |
| DE102023131230A1 (de) * | 2023-11-10 | 2025-05-15 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung für ein fahrzeug |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822903A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 天津理工大学 | 一种基于无芯光纤的空气相对湿度测量仪 |
| CN106646729A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-05-10 | 上海大学 | 基于纤芯材料析晶的长周期光纤光栅及其制作方法 |
| CN106646729B (zh) * | 2016-09-19 | 2021-10-12 | 上海大学 | 基于纤芯材料析晶的长周期光纤光栅及其制作方法 |
| CN109342332A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-15 | 中国计量大学 | 一种可同时测量多个点位的光纤湿度传感器 |
| CN116223373A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-06-06 | 北京工业大学 | 一种基于光学检测方法的水凝胶湿度传感器的制备及应用 |
| DE102023131230A1 (de) * | 2023-11-10 | 2025-05-15 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung für ein fahrzeug |
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