[发明专利]一种快速响应光纤光栅温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度传感器领域，尤其涉及一种快速响应光纤光栅温度传感器的技术领域。

背景技术

目前，温度传感器广泛应用于各种工程结构，如隧道、桥梁、堤坝、大型建筑等，进行施工监测、长期健康监测和火灾探测。传统的温度传感器具有精度低、易受电磁干扰、稳定性差、信号传输距离短等缺点，很难在恶劣的工作环境里进行精确的监测。而光纤光栅温度传感器与传统的温度传感器相比，具有灵敏度高、体积小、重量轻、安全防爆、抗电磁干扰能力强、信号传输距离远等优点，因此，光纤光栅温度传感器越来越广泛地受到各行各业的青睐。

光纤光栅温度传感器在工程结构尤其是在土木结构中应用时，遇到两类问题，一是光纤光栅温度传感器本身强度的问题，二是时间响应的问题。高强度必然导致大的封装壳体厚度，从而影响对环境温度的响应速度；为提高响应速度，就要减小封装管的厚度，这又使得保护强度降低。在现有技术中，光纤光栅温度传感器的封装结构尚不能同时具备较强的保护强度和较快的响应速度，因此，本发明正是为了解决现有技术的不足，而提供一种既具有较强的保护强度、又具有较快响应速度的光纤光栅温度传感器。

实用新型内容

本发明的目的是为了解决现有技术中光纤光栅温度传感器不能同时具备较强的保护强度和较快的响应速度的技术问题，而提供一种既具有较强的保护强度、又能够对环境温度快速响应的光纤光栅温度传感器。

为解决上面所述的技术问题，本发明主要采取以下技术方案：

一种快速响应光纤光栅温度传感器，包括光纤光栅、用于固定光纤光栅的光纤固定片、光纤固定片内置于封装管、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头和第二光缆连接头连接在封装管的两端，光纤固定片位于第一光缆连接头和第二光缆连接头之间，固定于光纤固定片上的光纤光栅分别穿过第一光缆连接头和第二光缆连接头内的通孔；所述封装管为其外壁沿轴向至少去除一面管壁材料的封装管。

作为本发明的一项优选方案，在封装管内壁沿轴向对称设置用于固定光纤固定片的两条槽；进一步的，所述的两条槽设置于封装管未去除管壁材料的外壁相对应的内壁。

第一光缆连接头及第二光缆连接头和封装管的两端通过螺纹配合连接，使封装管和光缆连接头紧密连接。

作为本发明的一项优选方案，光纤固定片采用长方形或哑铃形的光纤固定片。进一步的，光纤固定片由金属、玻璃、陶瓷、胶木或复合材料制成；更进一步的，在光纤固定片中部设置长方孔、长腰孔、圆孔或网状孔，用于将光纤固定片中部的光纤光栅置于封装管的腔体中，这样可以方便导热，提高响应速度。进一步的，封装管由金属、玻璃或陶瓷制成。

作为优选方案，光纤光栅通过胶粘或焊接的方式固定在光纤固定片上；进一步的，光纤固定片上的光纤光栅呈松弛状态。

本发明提供的快速响应光纤光栅温度传感器，一方面，由于封装管部分区域厚度较大，保证了对光纤光栅有较强的保护强度；另一方面，采用本技术方案的封装结构，大大提高了光纤光栅温度传感器对环境温度的响应速度。同时，该光纤光栅温度传感器封装结构简单、紧凑，便于实施。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的结构示意图；

图2是图1的侧视示意图；

图3是本发明第一种实施例的外形示意图；

图4是本发明第一种实施例封装管的外形示意图；

图5是图4的侧视剖视图；

图6是长方形光纤固定片的结构示意图；

图7是本发明第二种实施例封装管的外形示意图；

图8是图7的侧视示意图；

图9是哑铃形光纤固定片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细阐述。

实施例1：请一并参阅图1至图6，图1是本发明第一种实施例的结构示意图，图2是图1的侧视示意图，图3是本发明第一种实施例的外形示意图，图4是本发明第一种实施例封装管的外形示意图，图5是图4的侧视剖视图，图6是长方形光纤固定片的结构示意图。如图所示，快速响应光纤光栅温度传感器包括光纤光栅4、用于固定光纤光栅4的光纤固定片2、光纤固定片2内置于封装管3、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头11和第二光缆连接头12连接在封装管3的两端，光纤固定片2位于第一光缆连接头11和第二光缆连接头12之间，固定于光纤固定片2上的光纤光栅4分别穿过所述第一光缆连接头11和第二光缆连接头12内的通孔，与光缆6相连接，所述封装管(3)为其外壁沿轴向对称去除了两面管壁材料的封装管。