专利名称：一种高低温性能干涉型光纤传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高低温性能的干涉型光纤传感器。
背景技术：
干涉型光纤传感器一般包括光学系统和检测电路，其中，光学系统由光纤环、光 源、耦合器、偏振器、调制器和探测器组成。光学系统中的光源、耦合器、偏振器、调制器均安 装在一个由金属构成的光学舱内，光源和调制器的电极引线通过绝缘子引到光学舱外。其 中，调制器为圆柱状压电陶瓷，光纤缠绕在圆柱面上，利用压电效应，通过压电陶瓷的径向 伸縮对光纤中的光束进行相位调制。 然而现有技术对光学舱没有密封要求，使得光学舱内存在一定的水汽。而水汽含 量随环境温度会发生变化，在低温环境下，水汽会结露并依附在光源和压电陶瓷调制器电 极上，从而导致光源和压电陶瓷调制器电极之间的电路绝缘性能下降，造成偏值性能不稳 定。由于裸芯片和压电陶瓷表面的特殊性，不允许涂电子三防漆。因此现有技术干涉型光 纤传感器在低温环境下受到水汽的影响，其偏值性能和电光绝缘性能欠佳，且不稳定，从而 影响干涉型光纤传感器的低温使用性能。
实用新型内容为了解决现有技术干涉型光纤传感器低温环境下性能欠佳的问题，本实用新型提 供了一种低温性能佳的干涉型光纤传感器。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案一种高低温性能干涉型 光纤传感器，其包括光学系统和检测电路，所述光学系统包括光纤环、光源4、两耦合器5、 偏振器6、调制器7、若干绝缘子8和探测器，其中，所述耦合器5和偏振器6设置在一顶舱2 内，所述光纤环、光源4、若干绝缘子8和调制器7设置在一底舱3内。其中，所述顶舱2和 底舱3通过胶9紧密粘合形成一个密封光学舱l，所述密封光学舱1内气压小于10帕或所 述光学舱1内含有比例不小于99%的干燥惰性气体，且所述光学舱1上设有一抽气孔10。 所述底舱3侧壁末端为L形，其L形底面11与顶舱侧壁下端面12粘合连接，其L 形内侧面13与顶舱侧壁外侧面14粘合连接。 所述抽气孔10设置在光学舱顶舱2上。 所述惰性气体露点不大于_50°C 。 所述惰性气体为氮气、氩气、氦气、氖气或其混合。 所述粘合顶舱侧壁和底舱侧壁的胶9为硅橡胶。 所述调制器7为筒状压电陶瓷。 有别于现有技术，本实用新型利用胶实现干涉型光纤传感器顶舱和底舱之间的紧 密粘合，从而形成一个密封光学舱。并通过抽气孔把光学舱抽为真空，保持一定的真空度， 或灌入干燥的惰性气体，从而保证光学舱内的干燥度。因此干燥密封的光学舱干燥性能好， 即使在低温环境下，由于光学舱内为真空或干燥惰性气体，难以发生气体结露现象，从而有效解决低温环境下干涉型光纤传感器偏值性能、电光绝缘性能以及稳定性欠佳的问题，提 高了传感器的低温性能，具有较大的实际应用价值。
图1是本实用新型一种高低温性能干涉型光纤传感器一较佳实施方式中光学舱 的结构示意图； 图2是图1中光学舱顶舱的剖面图； 图3是图1中光学舱底舱的剖面图； 图4是图1中光学舱顶舱和底舱连接部的局部放大图； 其中，1-光学舱，2-顶舱，3-底舱，4-光源，5-耦合器，6-偏振器，7_调制器，8_绝 缘子，9-胶，10-抽气孔，ll-L形底面，12-顶舱侧壁下端面，13-L形内侧面，14-顶舱侧壁外 侧面。
具体实施方式下面通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明 干涉型光纤传感器由光学系统和检测电路组成，而光学系统由光纤环、光源、耦合 器、偏振器、调制器和探测器组成。其中，光学系统中的光源、耦合器、偏振器、调制器均安装 在一个由金属构成的光学舱内。请参阅图l，是本实用新型高低温性能干涉型光纤传感器 一较佳实施方式中光学舱的结构示意图。图中，所述光学舱l由顶舱2和底舱3组成。请 同时参阅图2，其是图1中顶舱2的剖面图。所述顶舱2内设置有两耦合器5和一偏振器 3，且顶舱2顶部设有一抽气孔10。请参阅图3，其是图1中底舱3的剖面图，所述底舱3内 设有光源4、调制器7和若干绝缘子8。其中，调制器7为圆柱状压电陶瓷，其上环绕有光纤 环。所述调制器8利用压电效应，通过压电陶瓷的径向伸縮以对光纤环中的光束进行相位 调制。 为了保证光学舱1的密封性，本实用新型光学舱1的顶舱2和底舱3的通过胶9 紧密粘合成一密封舱，其中胶9为硅橡胶，其能保证光学舱密封性的同时，具有一定弹性， 可以降低粘上光纤而造成的损伤。请参阅图4，其是图1中顶舱2和底舱3连接部的局部放 大图。所述顶舱侧壁下端设置在L形底舱3侧壁末端上，其中，L形底面11与顶舱侧壁下 端面12通过胶9粘合连接，而L形内侧面13与顶舱侧壁外侧面14粘合连接，从而实现顶 舱2和底舱3的密封连接。 所述高低温性能干涉型光纤传感器整个密封过程如下先在顶舱2和底舱3的粘 合面均匀涂胶9，包括在顶舱侧壁下端面12和L形底面ll及L形内侧面13上涂厚度约为 0. 1-0. 2mm的硅橡胶。然后将顶舱2竖直翻转，使器件朝下，扣在底舱3上，使顶舱2的侧壁 下端粘合面与底舱L形底面11完全重合，再向下按压顶舱2，使二者粘合。再在底舱L形内 侧面13与顶舱侧壁外侧面14之间涂胶，涂胶量以恰好覆盖二者之间的空隙为准。然后，在 常温下静置1小时以上以使硅橡胶固化。再将工件置于真空设备的真空腔底座上，盖好真 空罩，进行抽真空，使光学舱l内气压不大于10帕。然后向光学舱l内充入露点小于-5(TC 的干燥氮气，使光学舱l内气压达到正常大气压。最后用硅橡胶或其他普通胶对抽气孔10 进行密封。[0022] 本实用新型密封光学舱内所充气体不限于氮气，也可为氩气、氦气、氖气等其他惰 性气体，或者多种惰性气体的混合，只要其满足露点不大于-50°C即可，以避免气体结露对 干涉型光纤传感器偏值性能和稳定性造成影响。另外，所述光学舱1在保持真空度为10帕 以下条件，可以不充入惰性气体，由于真空度高，因此仍能保证光学舱1的干燥性，该条件 下干涉型光纤传感器也能具有较佳的偏值性能和稳定性。另外，顶舱1与底舱2之间配合 连接时，底舱2末端不限于L形，也可为凹形，并将顶舱侧壁下端插入涂有胶的底舱末端凹 槽内，从而也能实现二者之间的密封连接。 综上所述本实用新型高低温性能干涉型光纤传感器通过粘合光学舱的顶舱和底 舱，从而形成一个密封舱，并将该密封光学舱抽为真空或充满干燥惰性气体，从而在低温环 境下，有效防止光学舱内出现气体结露现象。因此即使在低温条件下，本实用新型干涉型光 纤传感器仍能具有较佳的偏值性能、电光绝缘性能和稳定性，所以具有较好的低温性能。
权利要求一种高低温性能干涉型光纤传感器，其包括光学系统和检测电路，所述光学系统包括光纤环、光源[4]、两耦合器[5]、偏振器[6]、调制器[7]、若干绝缘子[8]和探测器，其中，所述耦合器[5]和偏振器[6]设置在一顶舱[2]内，所述光纤环、光源[4]、若干绝缘子[8]和调制器[7]设置在一底舱[3]内，其特征在于所述顶舱[2]和底舱[3]通过胶[9]紧密粘合形成一个密封光学舱[1]，所述密封光学舱[1]内气压小于10帕或所述光学舱[1]内含有比例不小于99％的干燥惰性气体，且所述光学舱[1]上设有一抽气孔[10]。
2. 根据权利要求1所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于所述底舱[3] 侧壁末端为L形，其L形底面[11]与顶舱侧壁下端面[12]粘合连接，其L形内侧面[13] 与顶舱侧壁外侧面[14]粘合连接。
3. 根据权利要求2所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于所述抽气孔 [10]设置在光学舱顶舱[2]上。
4. 根据权利要求3所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于所述惰性气体 露点不大于-5(TC。
5. 根据权利要求4所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于所述惰性气体 为氮气、氩气、氦气、氖气或其混合。
6. 根据权利要求5所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于粘合所述顶舱 侧壁和底舱侧壁的胶[9]为硅橡胶。
7. 根据权利要求6所述的高低温性能干涉型光纤传感器，其特征在于所述调制器[7] 为筒状压电陶瓷。
专利摘要一种高低温性能干涉型光纤传感器，其包括光学系统和检测电路，所述光学系统包括光纤环、光源[4]、两耦合器[5]、偏振器[6]、调制器[7]、若干绝缘子[8]和探测器。其中，耦合器[5]和偏振器[6]设置在传感器光学舱[1]的一顶舱[2]内，所述光纤环、光源[4]、若干绝缘子[8]和调制器[7]设置在一底舱[3]内。所述顶舱[2]和底舱[3]通过胶[9]紧密粘合形成一个密封光学舱[1]，所述密封光学舱[1]内气压小于10帕或所述光学舱[1]内含有比例不小于99％的干燥惰性气体，且所述光学舱[1]上设有一抽气孔[10]。本实用新型干涉型光纤传感器低温性能佳，具有较好的稳定性。
文档编号G01D5/26GK201476801SQ20092016740
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者焦红, 赵海军, 赵磊, 陈平 申请人:中国航空工业第六一八研究所
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