一種基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于溫度傳感類教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于Mach-Zehnder干涉的光纖溫度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)實驗技術(shù)水平提升迅速。其中，溫度傳感類的相關(guān)實驗其測量精度正不斷提升。利用傳統(tǒng)教學(xué)實驗方法已無法滿足其測量精度的要求。若采用已有高精度溫度實驗儀器則價格高昂且操作復(fù)雜。因此，使用價格相對更低、精度相對更高、操作更加簡便的溫度傳感實驗裝置讓學(xué)生完成實驗并讓學(xué)生在實驗過程中了解和掌握科學(xué)前沿的教育方法已越來越受到人們的重視。
[0003]光纖溫度傳感器相比其它溫度傳感器具有抗電磁干擾能力強、響應(yīng)速度快、靈敏度高等優(yōu)點，正廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑業(yè)、電力工程等領(lǐng)域。基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感器是典型的光纖溫度傳感器，該傳感器除具備其它光纖溫度傳感器的優(yōu)點外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、制作成本低廉等優(yōu)點。因此，將Mach-Zehnder干涉的溫度傳感器改進(jìn)設(shè)計成溫度傳感實驗教學(xué)儀器十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型是為了解決在溫度傳感教學(xué)實驗中，傳統(tǒng)測量方法測量精度不高或?qū)嶒瀮x器價格過高且操作復(fù)雜的問題。在全光纖Mach-Zehnder干涉溫度傳感器的基礎(chǔ)上開發(fā)實現(xiàn)新型的基于Mach-Zehnder干涉的教學(xué)用溫度傳感實驗裝置，與現(xiàn)有實驗教學(xué)設(shè)備相比，本實用新型提供了一種基于Mach-Zehnder干涉的高靈敏度、成本低廉、操作簡單、集成度高、穩(wěn)定性強的溫度傳感裝置。
[0005]—種基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感實驗裝置，它包括光分束裝置(1)、加熱水箱(2 )、恒溫箱(3 )、光耦合裝置(4 )、溫度控制器(5 );
[0006]光分束裝置(1)外部是由透明塑料構(gòu)成的立方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包括一號法蘭(1-1)、一號跳線(1-2)、一號耦合器(1-3)、二號跳線(1-4)、二號法蘭(1-5)、三號跳線(1-6)、三號法蘭(1-7)，其中，一號跳線(1-2)的一端接一號法蘭(1-1)另一端接一號耦合器(1-3)，二號跳線(1-4)的一端接一號耦合器(1-3)另一端接二號法蘭(1-5)，三號跳線(1-6)的一端接接一號耦合器(1-3)另一端接三號法蘭(1-7);
[0007]加熱水箱(2)外部是由透明塑料構(gòu)成的立方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包括一號單模光纖(2-1)、一號隔熱板(2-2)、注水孔(2-3)，其中，一號單模光纖(2-1)的一端接三號法蘭(1-7)另一端接五號法蘭(4-4);
[0008]恒溫箱(3)外部是由透明塑料構(gòu)成的立方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包括二號隔熱板(3-1)、二號單模光纖(3-2)，其中，二號單模光纖(3-2)的一端接二號法蘭(1-5)另一端接四號法蘭(4-1);
[0009]光耦合裝置(4)外部是由透明塑料構(gòu)成的立方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包括四號法蘭(4-1)、四號跳線(4-2)、二號耦合器(4-3)、五號法蘭(4-4)、五號跳線(4-5)、六號跳線(4-6)、六號法蘭(4-7)，其中，四號跳線(4-2)的一端接四號法蘭(4-1)另一端接二號耦合器(4-3)，五號跳線(4-5)的一端接五號法蘭(4-4)另一端接二號耦合器(4-3)，六號跳線(4-6)的一端接二號耦合器(4-3)另一端接六號法蘭(4-7);
[0010]溫度控制器(5)可對加熱水箱中的水進(jìn)行溫度控制，其包括溫度傳感器(5-1 )、加熱棒(5-2)。
[0011]加熱水箱(2)與恒溫箱(3)并列放置，二者之間間隔1cm，它們的兩端分別粘合于光分束裝置(1)和光耦合裝置(4 )。
[0012]加熱水箱(2)與恒溫箱(3)相鄰兩面的外部粘有隔熱材料分別形成一號隔熱板(2-2)和二號隔熱板(3-1)。
[0013]—號親合器(1-3)和二號親合器(4-3)的親合比均為1:1且一號親合器(1_3)和二號耦合器(4-3)的插入損耗均為3dB。
[0014]一號單模光纖(2-1)的物理長度比二號單模光纖(3-2)的物理長度長3.1mm。
[0015]注水孔(2-3)上帶有密封蓋。
[0016]溫度控制器(5)上帶有溫度顯示屏。
[0017]二號法蘭(1-5)、三號法蘭(1-7)、四號法蘭(4-1)、五號法蘭(4-4)、溫度傳感器(5-1)與溫度控制器(5)相連的導(dǎo)線、加熱棒(5-2)與溫度控制器(5)相連的導(dǎo)線在與透明塑料連接處涂有密封膠。
[0018]本實用新型的有益效果是:本實用新型在傳統(tǒng)雙臂Mach-Zehnder干涉溫度傳感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過將耦合器、單模光纖等器件固定于透明塑料結(jié)構(gòu)中，形成一種集成度高、穩(wěn)定性強的基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感教學(xué)實驗裝置。該實驗裝置可自由組合光源、光譜儀等實驗儀器，這樣可使實驗儀器的制作成本大大降低同時提高原有實驗設(shè)備的利用效率。整個實驗設(shè)備采用透明塑料作為外殼，這樣可使學(xué)生看到實驗裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于理解Mach-Zehnder干涉溫度傳感的原理。加熱水槽上帶有注水孔，可在做完實驗時將水倒出，防止水中雜質(zhì)對加熱棒和溫度傳感器等器件的腐蝕。加熱水箱與恒溫箱的相鄰面的隔熱板可有效防止在水加熱過程中對二號單模光纖產(chǎn)生影響。該溫度傳感教學(xué)實驗裝置相比傳統(tǒng)溫度傳感教學(xué)實驗裝置具有靈敏度高、制作成本低廉、便于攜帶和移動、溫度測量受周圍環(huán)境影響因素小、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019]圖1為一種基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感實驗裝置；
[0020]圖2為實驗裝置的俯視結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0022]如圖1，本實施方式所述的一種基于Mach-Zehnder干涉的溫度傳感實驗裝置，它包括光分束裝置(1 )、加熱水箱(2 )、恒溫箱(3 )、光耦合裝置(4 )、溫度控制器(5 );
[0023]如圖2，光分束裝置(1)內(nèi)部包括一號法蘭(1-1)、一號跳線(1-2)、一號耦合器(1-3)、二號跳線(1-4)、二號法蘭(1-5)、三號跳線(1-6)、三號法蘭(1-7)，其中，一號跳線(1-2)的一端接一號法蘭(1-1)另一端接一號親合器(1-3)，二號跳線(1-4)的一端接一號耦合器(1-3)另一端接二號法蘭(1-5)，三號跳線(1-6)的一端接接一號耦合器(1-3)另一端接三號法蘭(1-7)；
[0024]加熱水箱(2 )內(nèi)部包括一號單模光纖(2-1)、一號隔熱板(2-2 )、注水孔(2-3 )，其中，一號單模光纖(2-1)的一端接三號法蘭(1-7)另一端接五號法蘭(4-4)；
[0025]丨旦溫箱(3)內(nèi)部包括二號隔熱板(3-1)、二號單模光纖(3-2)，其中，二號單模光纖(3-2)的一端接二號法蘭(1-5)另一端接四號法蘭(4-1);
[0026]光耦合裝置(4)內(nèi)部包括四號法蘭(4-1)、四號跳線(4-2)、二號耦合器(4-3)、五號法蘭(4-4)、五號跳線(4-5)、六號跳線(4-6)、六號法蘭(4-7)，其中，四號跳線(4-2)的一端接四號法蘭(4-1)另一端接二號耦合器(4-3)，五號跳線(4-5)的一端接五號法蘭(4-4)另一端接二號耦合器(4-3 )，六號跳線(4-6 )的一端接二號耦合器(4-3 )另一端接六號法蘭(4-7)；
[0027]溫度控制器(5)可對加熱水箱中的水進(jìn)行溫度控制，其包括溫度傳感器