一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器的制作方法
1.本发明涉及光学温度传感器，特别涉及一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，用于快速测量高温环境下的温度值，特别适合于快速、精确的测量熔融金属的温度。
背景技术：
2.高温温度测量在科学研究和生产过程中有着广泛和重要的应用。比如在航空发动机、燃气轮机等研制生产中，高温气流温度的准确测量对获取其性能参数和保证安全运行具有重要意义。
3.在冶金工业领域中，对高温熔融金属温度的准确、快速测量可以提高产品质量和降低生产成本。
4.现有测量高温的方法主要有：接触式的热电偶测温法和黑体腔式蓝宝石光纤测温法，以及非接触式的红外光谱测温法和荧光测温法等。
5.非接触式的测温方法适合于测量高温物体表面温度，而无法测量物体内部如铁水内部温度。
6.接触式的测温方法能够实现传感器与被测物体的直接接触，可以测量物体表面及内部温度。
7.在需要接触测量的铁水温度测量中，目前大量使用的是以铂铑等贵重金属制造的热电偶。由于其高温下抗腐蚀的能力差、寿命短、消耗大，生产企业在应用热电偶测量高温需要消耗巨大资金。
8.此外，在许多特殊的高温炉中，如高频加热炉、微波加热炉等，由于热电偶抗干扰能力差，无法在这些场合中准确测量温度。
9.基于黑体辐射原理的蓝宝石光纤黑体腔高温温度传感器具有很多优点，如耐高温能力强、高准确度、不受电磁干扰影响。但它也具有自己的缺点，如其测量值取决于发射率和光路因子，需要采取相应的校准手段；另外蓝宝石光纤和黑体腔的表面容易受到污染，使用过一段时间后传感器的精度下降，无法满足现在对测温准确度的要求。
技术实现要素：
10.本发明的目的在于设计一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，该传感器不受电磁干扰、可长时间使用、快速准确的测量高温物体如高温气体、液体包括熔融金属的内部温度，而且，可靠性高、响应速度快、测量精度高、制作成本低廉。
11.为达到上述目的，本发明的技术方案是：
12.一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其包括：
13.固定座，其中央设一通孔；
14.一外壳，其两端开口，其一端固定于所述固定座一侧面通孔处，与通孔贯通；
15.一测温套管，其一侧通过高温胶设置于所述外壳相对于固定座的另一侧内，并与固定座通孔同轴布置，另一侧位于所述外壳外；
16.至少一个光学法珀腔标准具，为实心棒状光学材料构成，其两侧端面抛光而且平行，所述光学法珀腔标准具设置于位于所述外壳外的测温套管一侧中；
17.一个导光管，其一端与所述测温套管一端连接固定在一起，并与该测温套管同轴；
18.一根导光光纤，其一端插入所述导光管内，该端端面与导光管内的所述光学法珀腔标准具一端端面平行且保持一间隙；
19.一根光纤保护管，套设于套在伸出所述固定座的导光光纤外，光纤保护管一端固定在固定座上通孔内。
20.优选的，所述导光光纤上刻写光纤光栅。
21.优选的，所述测温套管至少有一端开口，或是一端开口一端密闭的直管。
22.优选的，所述测温套管为两端开口的u型管，对应的，设有两个连接该两个端口的导光管及分别设置于导光管内并伸入测温套管内的两根导光光纤，优选的，所述两根导光光纤中的一根导光光纤绕过u型管的弯曲部。
23.优选的，所述测温套管的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。
24.优选的，所述外壳的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。
25.优选的，所述的光学法珀腔标准具是由单一材料制作而成的棒状导光材料，其端面形状是圆形、棱形或三角形，两个端面抛光而且平行。
26.优选的，所述的光学法珀腔标准具的材质为石英或蓝宝石。
27.优选的，所述的光学法珀腔标准具是两个端面抛光且平行的一段光纤。
28.优选的，所述的导光光纤纤芯的材质为掺杂石英、纯石英或蓝宝石。
29.优选的，所述的导光光纤是由一种光纤构成，或是由两种材质不一样的光纤连接而成。
30.优选的，所述的导光光纤和光学法珀腔标准具之间以及光学法珀腔标准具和测温套管端面之间由导光材料填充。
31.由于测温套管、光学法珀腔标准具和外壳均由耐高温材料制作，而且在靠近外壳端部的部位，外壳与测温套管之间的空隙以及导光管与外壳之间的空隙用高温胶填充，所以这种结构的传感器可以用在快速测量高温温度的场合。
32.测量温度时，把传感器伸出外壳的测温套管伸入被测介质中，测温套管内的光学法珀腔标准具作为感温元件，光波长检测仪通过导光光纤测量光学法珀腔标准具的特性来得到介质温度。
33.光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器进入导光光纤，并由导光光纤的端面输出，垂直于光纤法珀腔标准具的端面入射到光纤法珀腔标准具中的光被光纤法珀腔标准具的两个端面多次反射，形成干涉光。干涉光的一部分由光纤法珀腔标准具的端面透射出，一部分返回到导光光纤中，并经过导光光进入光波长检测仪中的光纤环形器或耦合器，然后进入光波长检测分析模块。光波长检测分析模块结合光源发出光的特征可以测量到干涉光的强度随波长的分布情况。
34.光学法珀标准具中干涉光谱为余弦谱线，干涉光谱强度峰值波长与标准具的长度l有如下关系：
35.l＝λ1λ2/(λ
2-λ1)
36.其中，λ1，λ2分别为干涉光谱相邻两个波峰的峰值波长。通过光波长检测分析模块在一定波长范围内测量干涉光谱的峰值，可以获得光学法珀标准具的长度l。另一方面，当温度发生变化时，光学法珀标准具的长度发生变化，即通过长度以及长度的变化量即可获得光学法珀标准具的温度信息。所以，可以通过干涉光的特性来得到光学法珀标准具的长度变化情况，从而测量出光学法珀标准具所处的环境温度。
37.由于采用光学法珀腔标准具作为感温元件，通过测量光学法珀腔标准具中干涉光的特性来计算温度，所以传感器具有测量精确度高的特点。光学法珀腔标准具由耐高温的光学材料制作，如采用石英材料则可承受1200摄氏度，如采用蓝宝石材料制作则测量1800摄氏度的高温，所以传感器具有耐高温的特点，可以测量很高的温度。光学法珀标准具由两个端面抛光且平行的导光材料构成，所以传感器具有结构简单、易于制作、成本低廉的特点。光学法珀标准具体积可以做到很小，因而传感器具有测温的响应速度快的特点。
38.由耐高温材料制作的测温套管一方面可以保护光学法珀标准具，避免其被待测物质腐蚀，提高传感器的使用寿命；另一方面也可以保障光学法珀标准具在测量温度时不受应变应力的影响，提高测量准确性。
39.导光管可以保证导光光纤出射光的端面与光学法珀标准具端面对齐，使更多由导光光纤出射的光进入光学法珀标准具。
40.外壳由耐高温材料制作，在靠近外壳端部的部位，外壳与测温套管之间的空隙以及导光管与外壳之间的空隙用高温胶填充，这能够隔离导光光纤与高温环境，在快速测温时外壳内温度低于被测温度，避免导光光纤受到损伤。固定座使传感器可以方便的安装在被测环境中，或者与其它装置连接。
41.由于作为感温元件的光学法珀腔标准具和导光光纤之间的光传输在空间进行，传输介质为气体，导光光纤可以距离光学法珀腔标准具较长的距离，所以在测量温度时，导光光纤所处位置的温度要低于光学法珀腔标准具所处位置的温度。导光光纤可以采用耐温范围可以稍低于法珀腔标准具耐温范围的材料来制作，这样可以降低传感器的制作成本。比如光学法珀腔标准具的材料可以选用高温下性能可靠的蓝宝石制作，而制作导光光纤的材料可以选用石英。
42.优选的，所述光学法珀腔标准具可以是端面形状为圆柱形、矩形、棱形或者三角形的棒状导光材料构成，导光材料可以是石英、蓝宝石。
43.优选的，所述光学法珀腔标准具也可以是两端抛光的一端光纤构成，光纤纤芯的材质可以是掺杂石英、纯石英和蓝宝石。
44.优选的，导光光纤可以是掺杂石英光纤、纯石英光纤和蓝宝石光纤，也可以是由由两根材质不一样的光纤连接而成。
45.优选的，所述光学法珀腔标准具与导光光纤之间的物质可以是气体，也可以是与光学法珀腔标准具和导光光纤材质都不一样的导光材料。光学法珀腔标准具与测温套管端面之间的物质可以是气体，也可以是与光学法珀腔标准具材质不一样的导光材料。
46.优选的，所述的测温套管设置多个光学法珀腔标准具，可以测量高温气体或液体中的温度分布情况。
47.进一步的，可以用一根刻写有光纤光栅的光纤作为的导光光纤，光纤光栅置于测
温套管内，可以与光学法珀腔标准具一起测量温度，增加测量的准确性。
48.进一步，所述固定座上连接一根操作杆，便于在较远的距离操作传感器。
49.本发明所述的高温温度传感器与现有技术中的高温温度传感器相比有如下优点：
50.1.采用光学法珀腔标准具作为感温元件，光学法珀腔标准具由耐高温的光学材料如石英或蓝宝石制作，传感器耐高温，可用在高温测量场合；通过测量法珀腔标准具中干涉光的特性来计算温度，因而传感器具有较高的测量精度；光学法珀标准具体积可以做到很小，因而测温的响应速度快；光学法珀标准具由两个端面抛光且平行的导光材料构成，制作工艺简单，成本低廉。
51.2.光学法珀腔标准具和导光光纤均为光学材料制作，不易老化；另外，光学法珀标准具封装在测温套管中，测温套管与导光管固定并紧密连接，外壳与测温套管之间的间隙用高温胶密封，形成一个密闭的空腔，可以有效保护光学法珀标准和导光光纤，所以传感器的可靠性高，使用寿命长。
52.3.在测温套管不同位置中可以放置两个长度不一样的光学法珀腔标准具，同时测量两个不同位置的温度，得到两个点的温度梯度；在测温套管中不同位置也可以放置多个长度不一样的光学法珀腔标准具，同时测量多个不同位置点的温度，得到这些点之间的温度分布情况。
53.4.当靠近光学法珀腔标准具的一段导光光纤的耐温性能和光学法珀腔标准具的耐温性能相同时，导光光纤可以伸进测温套管并与光学法珀腔标准具保持一定的间距，把导光光纤靠近光学法珀腔标准具的一侧和光学法珀腔标准具靠近导光光纤的一侧固定在测温套管上，此时，导光光纤靠近光学法珀腔标准具一侧的端面与光学法珀腔标准具靠近导光光纤一侧的端面以及测温套管构成了另外一个光学法珀腔，这个光学法珀腔的长度随温度变化，所以也可以用来测量温度。这样，传感器中就存在光学法珀腔标准具、和导光光纤靠近光学法珀腔标准具一侧的端面与光学法珀腔标准具靠近导光光纤一侧的端面以及测温套管构成的光学法珀腔，这两个器件可以同时测量温度，使传感器测量准确性更高。
54.5.本发明可以用有光纤光栅的光纤作为导光光纤，把含有光纤光栅的那一部分光纤置于测温套管内，用光纤光栅和光学法珀腔标准具同时测温，使传感器测量准确性更高。
附图说明
55.图1是本发明实施例1的结构示意图；
56.图2是本发明实施例1中光学法珀腔标准具一实施例的结构示意图；
57.图3是本发明实施例1中光学法珀腔标准具另一实施例的结构示意图；
58.图4是本发明实施例2的结构示意图；
59.图5是本发明实施例3的结构示意图；
60.图6是本发明实施例4的结构示意图；
61.图7是本发明实施例5的结构示意图；
62.图8是本发明实施例6的结构示意图；
63.图9是本发明实施例7的结构示意图；
64.图10是本发明实施例8的结构示意图。
具体实施方式
65.下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
66.参见图1，本发明所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其包括：
67.固定座1，其中央设一通孔11；
68.一外壳2，其为两端开口的管体，其一端固定于所述固定座1一侧面通孔11处，与通孔11贯通；
69.一测温套管3，其一侧通过高温胶4设置于所述外壳2相对于固定座1的另一侧内，并与固定座1通孔11同轴布置，另一侧位于所述外壳2外；
70.至少一个光学法珀腔标准具5，为实心棒状光学材料构成，其两端端面抛光而且平行，所述光学法珀腔标准具5设置于位于所述外壳2外的测温套管3一侧中；
71.一个导光管6，其一端与所述测温套管3一端连接固定在一起，并与该测温套管3同轴；
72.一根导光光纤7，其一端插入所述导光管6内，该端端面与导光管6内的所述光学法珀腔标准具5一端端面平行且保持一间隙；
73.一根光纤保护管8，套设于套在伸出所述固定座1的导光光纤7外，光纤保护管8一端固定在固定座1上通孔11内；
74.所述导光光纤7的另一端接入一个光波长检测仪(图中未示)，该光波长检测仪包括至少一个光源、一个光纤环形器或耦合器和一个光波长检测分析模块。光源与光纤环形器或耦合器一端连接，光纤环形器或耦合器另一端与所述导光光纤连接，光纤环形器或耦合器其它一端与光波长测量分析模块连接。
75.优选的，所述导光光纤7上刻写光纤光栅。
76.优选的，所述测温套管3至少有一端开口，或是一端开口一端密闭的直管。
77.优选的，所述测温套管3为两端开口的u型管，对应的，设有两个连接该两个端口的导光管及分别设置于导光管内并伸入测温套管内的两根导光光纤，优选的，所述两根导光光纤中的一根导光光纤绕过u型管的弯曲部。
78.优选的，所述测温套管3的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。
79.优选的，所述外壳2的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。
80.优选的，所述的光学法珀腔标准具5是由单一材料制作而成的棒状导光材料，其端面形状是圆形、棱形或三角形，两个端面抛光而且平行。
81.优选的，所述的光学法珀腔标准具5的材质为石英或蓝宝石。
82.优选的，所述的光学法珀腔标准具5为两个端面抛光且平行的一段光纤。
83.优选的，所述的导光光纤7纤芯的材质为掺杂石英、纯石英或蓝宝石。
84.优选的，所述的导光光纤7是由一种光纤构成，或是由两种材质不一样的光纤连接而成。
85.优选的，所述的导光光纤7和光学法珀腔标准具5之间以及光学法珀腔标准具5和测温套管3端面之间由导光材料9填充。
86.参见图2，在本实施例中，本发明所述高温温度传感器中的光学法珀腔标准具5由
单一一种导光材料组成圆柱体，其两个端面51、52抛光、平整光滑且相互平行，端面51、52与圆柱体的轴线垂直；导光材料可以是石英，也可以是蓝宝石。
87.垂直于光学法珀腔标准具5的一个端面51入射的光在圆柱体内传输至另一个端面52，由于圆柱体的折射率与周围物质的折射率不一样，所以有部分光在端面52被反射回来。在端面52处反射的光经过圆柱体到达端面51后，又有部分光在端面51被反射至端面52。这样，就会有一部分光在圆柱体内被两个端面51、52多次反射，从而形成干涉光。
88.参见图3，在本实施例中，本发明所述高温温度传感器中的光学法珀腔标准具5包括：光纤纤芯53及包覆在光纤纤芯53外的光纤包层54，光纤纤芯53的材质可以是掺杂石英、纯石英或蓝宝石。
89.垂直于端面51入射的光在光纤纤芯53内传输至另一个端面52，由于光纤纤芯53的折射率与周围物质的折射率不一样，所以有部分光在端面52处被反射回来。在端面52处被反射的光经光纤纤芯53到达端面51，同样的部分光在端面51处被反射至端面52。这样，就会有一部分光在光纤纤芯53内被两个端面51、52多次反射，从而形成干涉光。光纤体积小，由光纤构成的光学法珀腔标准具做感温元件，具有响应速度快的特点。
90.参见图4，其所示为本发明实施例2，在实施例2中，本发明所述高温温度传感器中的导光光纤7由两种材质不一样的光纤连接而成，其中第一段光纤71是掺杂石英光纤或纯石英光纤，第二段光纤72为耐温更高的蓝宝石光纤；蓝宝石光纤的第二段光纤72一部分伸入测温套管3，靠近光学法珀腔标准具5。
91.由于导光光纤7的第二段光纤72(蓝宝石光纤)一部分伸入测温套管3，距离光学法珀腔标准具5更近，将更多的光输入至光学法珀腔标准具5，使光学法珀腔标准具5干涉光的强度更大，更利于测量温度；与此同时，导光光纤7的第一段光纤71是耐温低一点的掺杂石英光纤或纯石英光纤，减少了蓝宝石光纤的用量，降低了成本。
92.另外，导光光纤7的第二段光纤72与光学法珀腔标准具5之间存在空隙，构成的一个法珀腔，用光波长检测仪测量分析这个法珀腔中形成干涉光的特征，也可以感知环境温度。
93.参见图5，其所示为本发明实施例3，在实施例3中，本发明所述高温温度传感器中的导光光纤7和光学法珀腔标准具5之间以及光学法珀腔标准具5和测温套管3端面之间用导光材料9填充。
94.导光材料9材质与光学法珀腔标准具5的材质不同，导光材料9紧贴导光光纤7和光学法珀腔标准具5，使光学法珀腔标准具5两端没有空气，可以避免光学法珀腔标准具5在高温下端面被氧化，从而提高了传感器的使用寿命。
95.参见图6，其所示为本发明实施例4，在实施例4中，本发明所述高温温度传感器中固定座1的一侧设一根操作杆10。操作者可以用手握住操作杆10，将测温套管3伸入被测环境中进行温度测量。因为操作杆的长度可以很长，操作者可以离开被测高温环境一段距离，使高温温度传感器的使用更安全。
96.参见图7，其所示为本发明实施例5，在实施例5中，本发明所述高温温度传感器中所述测温套管3一侧中中设有两个光学法珀腔标准具5、5’，该两个光学法珀腔标准具5、5’间隔、同轴设置，且，两个光学法珀腔标准具5、5’长度不同。
97.光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器进入导光光纤，再由导
光光纤进入光学法珀腔标准具5，由于光学法珀腔标准具5的端面反射率小于100％，有部分光没有在光学法珀腔标准具5中产生干涉，并透过光学法珀腔标准具5，垂直入射到光学法珀腔标准具5’中。同样的，部分入射光被法珀腔标准具5’的两个端面反射，在光学法珀腔标准具5’中产生干涉，形成的干涉光谱为余弦谱线，余弦谱线的频率与光学法珀腔标准具5’长度及入射光波长对应。分析该干涉光谱的特性可以得到法珀腔的长度，从而计算出温度值。
98.因为光学法珀腔标准具5的长度与光学法珀腔标准具5’的长度不同，所以在两个法珀腔标准具中干涉光光谱的周期也不同，出对应光学法珀腔标准具5中的干涉光频率信号和对应光学法珀腔标准具5’中的干涉光频率信号，测量频率值与频率的变化，可以得到光学法珀腔标准具5和光学法珀腔标准具5’的长度与长度变化，进而得到光学法珀腔标准具5和光学法珀腔标准具5’所处环境的温度，以及光学法珀腔标准具5和光学法珀腔标准具5’之间的温度梯度。
99.参见图8，其所示为本发明实施例6，在实施例6中，本发明所述高温温度传感器中所述测温套管3一侧中中设有四个光学法珀腔标准具5、5’、5”、5"'，该四个光学法珀腔标准具5、5’、5”、5"'间隔、同轴设置，且，四个光学法珀腔标准具5、5’、5”、5"'长度不同。
100.光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器进入导光光纤7，再由导光光纤7进入光学法珀腔标准具5，由于光学法珀腔标准具5的端面反射率小于100％，有部分光没有在光学法珀腔标准具5中产生干涉，并透过光学法珀腔标准具5，垂直入射到光学法珀腔标准具5’中。部分入射光被光学法珀腔标准具5’的两个端面反射，在光学法珀腔标准具5’中产生干涉，形成的干涉光。同样的，由于每个法珀腔标准具的端面反射率小于100％，总有部分光没有在经过的法珀腔标准具中产生干涉，并透过该法珀腔标准具，入射到后面的法珀腔标准具中。而垂直入射到各个法珀腔标准具中的光有一部分会被法珀腔的端面反射，在腔内形成干涉。透过光学法珀腔标准具5’并没有在光学法珀腔标准具5’中产生干涉的部分光垂直入射到光学法珀腔标准具5”中，被光学法珀腔标准具5”的两个端面反射的光在法珀腔标准具5”中产生干涉，形成干涉光。透过光学法珀腔标准具5”并没有在光学法珀腔标准具5”中产生干涉的部分光垂直入射到光学法珀腔标准具5"'中，被光学法珀腔标准具5"'的两个端面反射的光在法珀腔标准具5"'中产生干涉，形成干涉光。
101.所有法珀腔标准具中产生的干涉光谱均为余弦谱线，余弦谱线的频率与法珀腔长度及入射光波长对应。所有法珀腔标准具中产生的干涉光会有一部分向向传输，导光光纤和光纤环形器或耦合器进入光波长测量分析模块。通过测量分析进入光波长测量分析模块的光的频率信息可以把各个法珀腔标准具区分开来，通过测量各个对应频率的大小及其变化，可以得到每个法珀腔标准具的长度和长度变化，进而得到各个法珀腔标准具所处位置的温度和温度变化情况。结合测温套管中各个法珀腔标准具所处位置的温度，就得到了沿测温套管的温度分布情况，从而也测量出了被测物体内部的温度分布。
102.参见图9，其所示为本发明实施例7，在实施例7中，本发明所述高温温度传感器中所述测温套管3为u型，对应的，设有两个与u型的测温套管3的两端口连接的导光管6、6’及两根导光光纤7、7’。
103.所述光学法珀腔标准具5由蓝宝石材料制作，固定在u型的测温套管3中；
104.两根导光光纤7、7’分别由两段材质不同的光纤连接而成；其中，
105.导光光纤7的第一段光纤71为掺杂石英光纤或纯石英光纤，第二段光纤72为耐温更高的蓝宝石光纤；第二段光纤72的一部分伸入u型的测温套管3中，靠近光学法珀腔标准具5。
106.导光光纤7’的蓝宝石光纤的第二段光纤72’的一部分伸入u型的测温套管3中并绕到u型弯折处至靠近光学法珀腔标准具5的位置。
107.光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器进入导光光纤7，再经由导光光纤7出射到光学法珀标准具5中。在光学法珀标准具5内形成干涉，一部分干涉光后向透出光学法珀标准具5回到导光光纤7，再经过导光光纤7进入光波长检测仪中的光纤环形器或耦合器，然后进入光波长测量分析模块；光波长测量分析模块测量干涉光的强度与波长特征并做分析处理，进而得到光学法珀标准具5所处环境的温度。同时，在光学法珀标准具5内形成的另一部分干涉光前向透出光学法珀标准具5进入到导光光纤7’，再经过导光光纤7’进入光波长检测仪中的光波长测量分析模块；光波长测量分析模块测量这部分前向透射的干涉光的强度与波长特征并做分析处理，也进而得到光学法珀标准具5所处环境的温度。这种传感器的封装方式增加了测量温度的方式，使传感器的使用更灵活。
108.参见图10，其所示为本发明实施例8，在实施例8中，本发明所述高温温度传感器中所述测温套管3为u型，对应的，设有两个与u型的测温套管3的两端口连接的导光管6、6’及两根导光光纤7、7’。
109.所述光学法珀腔标准具5由蓝宝石材料制作，固定在u型的测温套管3中；
110.两根导光光纤7、7’分别由两段材质不同的光纤连接而成；其中，
111.导光光纤7的第一段光纤71为掺杂石英光纤或纯石英光纤，第二段光纤72为耐温更高的蓝宝石光纤；第二段光纤72的一部分伸入u型的测温套管3中，靠近光学法珀腔标准具5。
112.导光光纤7’的蓝宝石光纤的第二段光纤72’的一部分伸入u型的测温套管3中，且该第二段光纤72’上含有一个光纤光栅721’。
113.光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器进入导光光纤7’，处于光纤光栅721’反射谱内的光被发射。被光纤光栅721’反射的光经导光光纤7’进入光波长检测仪中的光纤环形器或耦合器，然后进入光波长测量分析模块。光波长检测仪中的光源发出的光经过光纤环形器或耦合器也可以传输进入导光光纤7，然后入射到光学法珀标准具5，在光学法珀标准具5内形成干涉，一部分干涉光后向透出光学法珀标准具5回到导光光纤7，再进入光波长检测仪中的光纤环形器或耦合器，然后进入光波长测量分析模块。光波长测量分析模块测量光纤光栅721’反射光和光学法珀标准具5干涉光的强度与波长特征并做分析处理，可以得到光纤光栅721’和光学法珀标准具5所处环境的温度。这样，传感器中有两种感温元件光学法珀标准具和光纤光栅，测量结构更为准确。
114.总之，本发明基于光学法珀标准具实现了以低廉的成本制作可靠性高、响应速度快、测量精度高的高温温度传感器，可以不受电磁干扰、可长时间使用、快速准确的测量高温物体如高温气体、液体包括熔融金属的内部温度。
技术特征：
1.一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，包括：固定座，其中央设一通孔；一外壳，其两端开口，其一端固定于所述固定座一侧面通孔处，与通孔贯通；一测温套管，其一侧通过高温胶设置于所述外壳相对于固定座的另一侧内，并与固定座通孔同轴布置，另一侧位于所述外壳外；至少一个光学法珀腔标准具，为实心棒状光学材料构成，其两侧端面抛光而且平行，所述光学法珀腔标准具设置于位于所述外壳外的测温套管一侧中；一个导光管，其一端与所述测温套管一端连接固定在一起，并与该测温套管同轴；一根导光光纤，其一端插入所述导光管内，该端端面与导光管内的所述光学法珀腔标准具一端端面平行且保持一间隙；一根光纤保护管，套设于套在伸出所述固定座的导光光纤外，光纤保护管一端固定在固定座上通孔内。2.如权利要求1所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述测温套管至少有一端开口，或是一端开口一端密闭的直管。3.如权利要求1所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述测温套管为两端开口的u型管，对应的，设有两个连接该两个端口的导光管及分别设置于导光管内并伸入测温套管内的两根导光光纤，优选的，所述两根导光光纤中的一根导光光纤绕过u型管的弯曲部。4.如权利要求1或3所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述导光光纤是由一种光纤构成，或是由两种材质不同的光纤连接而成。5.如权利要求1或3或4所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述导光光纤上刻写光纤光栅。6.如权利要求1或2或3所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述测温套管的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。7.如权利要求1所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述外壳的材质为碳化硅、氧化铝陶瓷、蓝宝石、纤维陶瓷、金属钨、钼、钨合金或钼合金。8.如权利要求1所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述光学法珀腔标准具是由单一材料制作而成的棒状导光材料，其两个端面形状是圆形、棱形或三角形，该两个端面抛光而且平行。9.如权利要求1或8所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述的光学法珀腔标准具是两个端面抛光且平行的一段光纤。10.如权利要求1或8或9所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述光学法珀腔标准具的材质为石英或蓝宝石。11.如权利要求1或8或9或10所述的光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述的基于光学法珀腔标准具包括光纤纤芯及包覆在光纤纤芯外的光纤包层；所述光纤纤芯的材质为掺杂石英、纯石英或蓝宝石。12.如权利要求1或2或3所述的基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，其特征在于，所述导光光纤和光学法珀腔标准具之间及光学法珀腔标准具和测温套管端面之间由导
光材料填充。
技术总结
一种基于光学法珀腔标准具的高温温度传感器，包括：固定座，中央设一通孔；一外壳，其两端开口，其一端固定于固定座一侧面通孔处，与通孔贯通；一测温套管，其一侧通过高温胶设于外壳相对于固定座的另一侧内，并与固定座通孔同轴布置，另一侧位于外壳外；至少一个光学法珀腔标准具，其两侧端面抛光而且平行，光学法珀腔标准具设于位于外壳外的测温套管一侧中；一导光管，其一端与测温套管一端连接固定，并与测温套管同轴；一导光光纤，其一端插入导光管内，导光光纤端面与导光管内的光学法珀腔标准具端面平行。本发明所述高温温度传感器实现不受电磁干扰、可长时间使用、快速准确的测量高温物体如高温气体、液体包括熔融金属的内部温度。温度。温度。
