专利名称：微型石英fbg感温传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤光栅传感技术，尤其涉及一种微型石英FBG感温传感器。
背景技术：
自从1989年美国的Morey等人首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来，世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究，在短短的10多年时间里光纤光栅己成为传感领域发展最快的技术，并在很多领域取得了成功的应用，如航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域。光纤光栅是利用光纤中的光敏性制成的。所谓光纤中的光敏性是指激光通过掺杂光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应变化的特性。而在纤芯内形成的空间相位光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。温度是直接影响光纤光栅波长变化的因素，人们常常直接将裸光纤光栅作为温度传感器直接应用，但人们又希望光纤光栅能够具有较强的机械强度和较长的寿命，与此同时，还希望能提高光纤光栅对温度的响应灵敏度，因此光纤光栅温度传感器也需要进行封装，封装技术的主要作用是保护和增敏。现在的光纤光栅封装技术主要有自然弯曲和应力两种，前者主要监测温度，后者用于应力、位移等领域。但自然弯曲如果弯曲幅度过大，则封装很难达到传感器的微型化，应力的封装如果单独监测温度又容易受到其他封装材质和结构的干扰。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中对光纤光栅的封装，难以达到小型化或者容易受到封装材质和结构的干扰的缺陷，提供一种可以实现微型封装且不受其他因素干扰，不影响光纤光栅本身的线性和重复性特征的微型石英FBG感温传感器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种微型石英FBG感温传感器，包括导热管、光纤光栅、石英槽、橡胶垫和尾套管，光纤光栅为光纤布拉格光栅，光纤光栅的中间部分封装在石英槽内，且呈弯曲状态，石英槽的热膨胀系数与光纤光栅相同，石英槽封装在导热管内，石英槽置于导热管内且直接与其接触，导热管内设有两个橡胶垫，分别置于石英槽的两端，在橡胶垫外部均设有尾套管，光纤光栅的两端均穿过橡胶垫和尾套管，导热管两端灌有密封胶，将尾套管的一端固定在导热管内。本实用新型所述的微型石英FBG感温传感器中，光纤光栅的中间部分在石英槽内弯曲的最大拱高不超过1mm。本实用新型所述的微型石英FBG感温传感器中，光纤光栅的中间部分通过胶黏剂封装在石英槽内。实用新型所述的微型石英FBG感温传感器中，导热管为金属管。[0012]使用本实用新型，具有以下有益效果本实用新型中石英槽的热膨胀系数与光纤光栅相同，可以排除由于封装材质不同导致的热膨胀应力干扰；导热管与石英槽之间直接接触，极大的提高了导热性能；石英槽两端设置的橡胶垫可以防止密封胶进入光纤光栅的封装腔体内。本实用新型的微型石英FBG感温传感器在耐严寒和防水防潮等可靠性上有了极大的提高，且进行了缩小化，极大地扩展了其使用领域范围，且对FBG传感器本身的线性和重复性无影响。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型实施例微型石英FBG感温传感器的结构示意图。图中I石英槽2光纤光栅3胶黏剂4导热管5密封胶6尾套管7橡胶垫
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在本实用新型的较佳实施例中，微型石英FBG感温传感器包括导热管4、光纤光栅2、石英槽1、橡胶垫7和尾套管6，光纤光栅2为光纤布拉格光栅(FBG =Fiber BraggGrating)，光纤光栅2的中间部分封装在石英槽I内，且呈弯曲状态(微弯曲)，石英槽I的热膨胀系数与光纤光栅2相同，可以排除由于封装材质不同导致的热膨胀应力干扰；石英槽I置于导热管4内且直接与其接触，导热管4与石英槽I之间直接接触，极大的提高了导热性能；本实用新型的一个实施例中导热管4为金属管，可为不锈钢管。导热管4内设有两个橡胶垫7，分别置于石英槽I的两端。在橡胶垫7外部均设有尾套管6，光纤光栅2的两端均穿过橡胶垫7和尾套管6，导热管4两端灌有密封胶5，将石英槽I封装在导热管4内，并将尾套管6的一端固定在导热管4内。橡胶垫7的设置可以防止密封胶进入光纤光栅2的封装腔体内。本实用新型实施例中，光纤光栅2呈微弯曲状态封装在石英槽I内，光纤光栅2的中间部分在石英槽内弯曲的最大拱高不超过1mm。在封装时，可将光纤光栅2的中间部分通过胶黏剂3封装在石英槽内，该胶黏剂3可为UV胶黏剂。本实用新型的微型石英FBG感温传感器的封装尺寸较小,仅为C>3mm*30mm。本实用新型微型石英FBG感温传感器的封装过程为将光纤光栅2微弯封装在石英槽I内，可用UV胶黏剂3对光纤光栅2进行粘接固定，然后用导热管4进行外封装，最后用橡胶垫7和尾套管6穿入光纤光栅2的两端尾纤，最后用密封胶5对导热管4两端进行灌胶，从而完成整个传感器的密封。[0028]本实用新型的微型石英FBG感温传感器的封装结构，在耐严寒和防水防潮等可靠性上有了极大的提高，且进行了缩小化，且对FBG传感器本身的线性和重复性无影响，极大地扩展了其使用的领域范围。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种微型石英FBG感温传感器，其特征在于，包括导热管、光纤光栅、石英槽、橡胶垫和尾套管，光纤光栅为光纤布拉格光栅，光纤光栅的中间部分封装在石英槽内，且呈弯曲状态，石英槽的热膨胀系数与光纤光栅相同，石英槽置于导热管内且直接与其接触，导热管内设有两个橡胶垫，分别置于石英槽的两端，在橡胶垫外部均设有尾套管，光纤光栅的两端均穿过橡胶垫和尾套管，导热管两端灌有密封胶，将石英槽封装在导热管内，并将尾套管的一端固定在导热管内。
2.根据权利要求1所述的微型石英FBG感温传感器，其特征在于，光纤光栅的中间部分在石英槽内弯曲的最大拱高不超过1mm。
3.根据权利要求1所述的微型石英FBG感温传感器，其特征在于，光纤光栅的中间部分通过胶黏剂封装在石英槽内。
4.根据权利要求1所述的微型石英FBG感温传感器，其特征在于，导热管为金属管。
专利摘要本实用新型公开了一种微型石英FBG感温传感器，包括导热管、光纤光栅、石英槽、橡胶垫和尾套管，光纤光栅为光纤布拉格光栅，光纤光栅的中间部分封装在石英槽内，且呈弯曲状态，石英槽的热膨胀系数与光纤光栅相同，石英槽置于导热管内且直接与其接触，导热管内设有两个橡胶垫，分别置于石英槽的两端，在橡胶垫外部均设有尾套管，光纤光栅的两端均穿过橡胶垫和尾套管，导热管两端灌有密封胶，将石英槽封装在导热管内，并将尾套管的一端固定在导热管内。本实用新型可避免热膨胀应力干扰，导热性能好，在耐严寒和防水防潮等可靠性上有了极大的提高，且进行了缩小化，极大地扩展了其使用领域范围。
文档编号G01K11/32GK202869692SQ201220439778
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者张橙, 印新达, 董雷, 甘太国, 常晓东 申请人:武汉理工光科股份有限公司
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