一種鹽密傳感元件及鹽密傳感器制造技術

本發明專利技術公開了一種鹽密傳感元件及鹽密傳感器。所述鹽密傳感元件是一種反射波長隨鹽水密度變化而發生改變的光纖光柵，所述鹽密傳感器是由所述鹽密傳感元件及寬帶光源、光纖耦合器和準分布式光纖光柵解調系統所組成的一種傳感器。利用本發明專利技術所提供的鹽密傳感器可對海水的等值鹽密進行監測。本發明專利技術提供的鹽密傳感器具有靈敏度高、穩定性好、結構簡單、體積小、重量輕、便于安裝、成本低的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光纖傳感
，具體涉及一種監測海水等值鹽密的鹽密傳感元件及鹽密傳感器。
技術介紹
光纖光柵是以輸出光波長為信息的一種新型光子器件。隨著光纖光柵制作技術的 成熟，光纖光柵在傳感器方面的技術優勢逐漸體現出來。光纖光柵是利用石英光纖的光敏 特性，用特殊工藝使得光纖纖芯的折射率發生永久性周期變化而制成的，能對滿足布拉格 反射條件的入射光產生反射的光纖器件。在纖芯內形成空間相位光柵，其作用實質上是在 纖芯內新成一個窄帶的透射或反射濾波器或反射鏡。利用這一特性可構成許多性能獨特的 光纖無源器件。例如，利用光纖光柵的窄帶高反射率特性構成光纖反饋腔，依靠摻餌光纖等 為增益介質即可制成光纖激光器用光纖光柵作為激光二極管的外腔反射器，可以構成外腔 可調諧激光二極管等。此外，利用光纖光柵還可以制成用于檢測應力、應變、溫度等諸多參 量的光纖傳感器和各種光纖傳感網絡。但目前針對海水鹽度的鹽密光纖光柵傳感器系統還 不夠完善。 鹽度是海洋動力學以及海洋與大氣相互作用中起關鍵作用的重要參數。鹽度的變 化與海洋環境及氣候的變化有很強的內在聯系。因此，對其精確的檢測，對研究海洋學、海 洋環境和氣候的監測及預測、軍事、沿海采油、以及海洋漁業等具有十分重要的實用意義和 社會、經濟效益。
技術實現思路
本專利技術提供一種鹽密傳感元件及鹽密傳感器，以解決海水鹽度測量復雜，測量精 度低的問題。 為解決上述問題，本專利技術提出一種鹽密傳感元件，所述鹽密傳感元件包括光纖及 串連在所述光纖上的成串分布的光纖光柵。 可選的，所述光纖光柵包括光纖纖芯及包覆在所述光纖纖芯上的鹽光柵。 可選的，所述光纖光柵的反射波長隨著鹽水密度的變化而改變。 為解決上述問題，本專利技術還提出一種鹽密傳感器，所述鹽密傳感器包括光纖耦合器以及分別和所述光纖耦合器相連的寬帶光源、準分布式光纖光柵解調系統及上述的鹽密傳感元件。 可選的，所述寬帶光源是激光光源。可選的，所述激光光源是輸出波長為1310nm士40nm的半導體激光器。 可選的，所述光纖耦合器包括光入射端、串口端和光輸出端，所述光入射端與寬帶光源連接，所述串口端與鹽密傳感元件連接，所述光輸出端與準分布式光纖光柵解調系統相連接。 可選的，所述寬帶光源發出的光入射至光纖耦合器的光入射端，經由串口端將光輸出至鹽密傳感元件，鹽密傳感元件反射后的光再經由光輸出端輸出。 可選的，所述準分布式光纖光柵解調系統對所述鹽密傳感元件的反射譜或透射譜 進行實時監測，檢測出波長編碼信息。 與現有技術相比，本專利技術所提供的鹽密傳感元件體積小，牢固耐用，具有確定的中 心波長、選頻特性好、反射率可變、調諧范圍大、光能傳輸的附加損耗小、布拉格反射波長可 受鹽水密度影響。 與現有技術相比，本專利技術所提供的鹽密傳感器具有更佳的靈敏度和穩定性。同時， 還具有結構簡單、體積小、重量輕、便于安裝、成本低等特點。附圖說明 圖1為本專利技術實施例提供的鹽密傳感元件的結構示意圖； 圖2本專利技術實施例提供的鹽密傳感器的結構示意圖。具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本專利技術提出的鹽密傳感元件及鹽密傳感器作進一 步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本專利技術的優點和特征將更清楚。需說明的是，附 圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本專利技術實 施例的目的。 本專利技術的核心思想在于，提供一種鹽密傳感元件，其反射波長可隨鹽水密度的變化而改變。同時提供一種鹽密傳感器，用以監測鹽水密度，該鹽密傳感器具有高靈敏度和高穩定性，同時，還具有結構簡單、體積小、重量輕、便于安裝、成本低等特點。 請參考圖1，圖1為本專利技術實施例提供的鹽密傳感元件的結構示意圖，如圖l所示，該鹽密傳感元件100包括光纖110及串連在所述光纖110上的成串分布的光纖光柵120。所述光纖光柵120包括光纖纖芯及包覆在所述光纖纖芯上的鹽光柵。所述鹽光柵體積小，牢固耐用，具有確定的中心波長、選頻特性好、反射率可變、調諧范圍大、光能傳輸的附加損耗小、布拉格反射波長可受鹽水密度的影響。因而所述光纖光柵120的反射波長可隨著鹽水密度的改變而變化。 請繼續參考圖2，圖2本專利技術實施例提供的鹽密傳感器的結構示意圖，如圖2所示， 該鹽密傳感器200包括光纖耦合器220以及和所述光纖耦合器220相連的寬帶光源210、準 分布式光纖光柵解調系統230及上述的鹽密傳感元件100。該鹽密傳感器200結構是寬 帶光源210通過光纖12與光纖耦合器220的輸入端連接，光纖耦合器220的串口端用連接 所述鹽密傳感元件IOO，光纖耦合器220的輸出端通過光纖23接入準分布式光纖光柵解調 系統230進行處理。使用本專利技術提供的鹽密傳感器200可對海水鹽密進行實時監測，并且 監測距離長，定位精度高。 使用本專利技術提供的鹽密傳感器200對海水鹽密進行監測的方法為寬帶光源210 通過光纖耦合器220輸入到鹽密傳感元件100的光纖光柵，輸入光經過光纖光柵表面被鹽 液發生作用，鹽液使光纖光柵的布拉格反射波長改變，并由光纖光柵從光源光譜里選頻特 定波長(即布拉格反射波長)發生反射，反射光經傳感元件100的另一端由光纖耦合器220 的輸出端引至準分布式光纖光柵解調系統處理。通過對光纖光柵的反射譜或者透射譜進行實時監測，檢測出波長編碼信息，從而實現對海水鹽密的實時監測。 在本專利技術的一個具體實施例中，所述寬帶光源210是一種輸出波長為 1310nm士40nm的半導體激光器。然而應該認識到，根據實際需要，所述寬帶光源210還可以 是其它波長范圍的激光光源。 在上述的具體實施例中，所述鹽密傳感器200是描述成用于檢測海水的鹽密，然而應該認識到，所述鹽密傳感器200還可以用來檢測其它溶液的鹽密。 綜上所述，本專利技術提供了一種鹽密傳感元件，該鹽密傳感元件括包括光纖及串連在所述光纖上的成串分布的光纖光柵。所述光纖光柵的反射波長可隨著鹽水密度的改變而變化。 同時，本專利技術還提供了一種鹽密傳感器，該鹽密傳感器包括光纖耦合器以及和所 述光纖耦合器相連的寬帶光源、準分布式光纖光柵解調系統及上述的鹽密傳感元件。使用 本專利技術提供的鹽密傳感器可實時監測鹽水密度，該鹽密傳感器具有高靈敏度和高穩定性， 同時，還具有結構簡單、體積小、重量輕、便于安裝、成本低等特點。 顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變型而不脫離本專利技術的精 神和范圍。這樣，倘若專利技術的這些修改和變型屬于本專利技術權利要求及其等同技術的范圍之 內，則本專利技術也意圖包含這些改動和變型在內。權利要求一種鹽密傳感元件，其特征在于，包括光纖及串連在所述光纖上的成串分布的光纖光柵。2. 如權利要求1所述的鹽密傳感元件，其特征在于，所述光纖光柵包括光纖纖芯及包 覆在所述光纖纖芯上的鹽光柵。3. 如權利要求1所述的鹽密傳感元件，其特征在于，所述光纖光柵的反射波長隨著鹽 水密度的變化而改變。4. 一種鹽密傳感器，用于監測鹽水密度，其特征在于，包括光纖耦合器以及分別和所述 光纖耦合器相連的寬帶光源、準分布式光纖光柵解調系統及如權利要求1至3中任一項所 述的鹽密傳感元件。5. 如權利要求4所述的鹽密傳感器，其特征在于，所述寬帶光源是激光光源。6. 如權利要求5所述的鹽密傳感器，其特征在于，所述激光光源是輸出波長為 13本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鹽密傳感元件，其特征在于，包括光纖及串連在所述光纖上的成串分布的光纖光柵。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊斌，皋魏，席剛，仝芳軒，周正仙，
申請(專利權)人：上海華魏光纖傳感技術有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]