[实用新型]一种光纤光栅温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型是一种光纤光栅温度传感器，属于光纤光栅的应用技术领域。

背景技术

通过紫外写入技术，相位掩模写入法使得光纤某一段的折射率呈周期性的变化，该段折射率已经被改变的光纤称为光纤光栅。当光纤光栅所处环境的温度、压力、应变、振动等物理参量改变时，会造成通过光纤光栅或被光纤光栅反射的光波长改变。由于光纤光栅对温度、压力、应变、振动等多种物理参量具备灵敏特性，光纤光栅可被用作测量这些物理参量的传感器。根据具体测量要求，光纤光栅可通过不同封装形式而开发成温度、压力、应变或振动等各种传感器。

由于光纤光栅具备抗电磁干扰、体积轻、可分布式布置、远距离传输信号损耗小等的特点，光纤光栅作为传感元件已被人们开始广泛的关注和进行深入的开发。由于光纤光栅本身主要成分为石英材质，光纤光栅的封装固定一直是其作为传感器的一大技术难题。当前光纤光栅传感器的封装固定主要是采用胶粘或聚合物封装的方法，由于黏胶剂和聚合物本身的性能参数易受环境影响，其自身的蠕变或迟滞容易对测量结果造成很大的误差，难以同时实现传感器高精度、高灵敏度、高分辨率的要求。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有技术存在的不足而设计提供了一种光纤光栅温度传感器，其目的是提供一种可实现对温度进行高精度高灵敏度高分辨率测量的光纤光栅温度传感器。

本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种光纤光栅温度传感器，其特征在于：将镀金光纤光栅放置铝合金基座的上表面上的V型槽内，V型槽内填充导热胶，以起到热传导和对光纤光栅进行防振的保护作用，V型槽的两端的铝合金基座上加工有左阻焊沟和右阻焊沟，镀金光纤光栅位于左阻焊沟和右阻焊沟以外的延伸段分别搁置在铝合金基座上的左焊台和右焊台的焊接槽上并通过锡焊固定，镀金光纤光栅从左焊台和右焊台外侧两端伸出左尾纤和右尾纤，铝合金基座为规则对称结构及形状，可根据实际安装环境的需求设计为方形或圆柱形等具备对称结构的形状。

本实用新型技术方案的特点是将镀金光纤光栅两端通过锡焊方式固定在高膨胀系数金属基底两端。基底事先进行镀银或镀铜镀锡的表面处理。光纤光栅中部悬空，悬空段用导热胶进行填充。焊接时间不超过3秒，焊锡融化后表面应光滑，应充分保证光纤光栅与基底的紧密焊接。

本发明具有的优点和有益效果是：光纤光栅的封装固定可靠，实现完全无胶化封装，使得传感器在宽温度范围区间都具备良好的线性度及高精度、高灵敏度及高分辨率。本方法可实现传感器的快速装配，操作方便，传感器结构简单小巧，并且可以将多个传感器进行串联，实现分布式的温度测量。

附图说明

图1是本发明技术方案的实施例的结构示意图

具体实施方式

如图1所示，该种光纤光栅温度传感器，其特征在于：将镀金光纤光栅1放置铝合金基座2的上表面上的V型槽内根部，V型槽的两端的铝合金基座2上加工有左阻焊沟5和右阻焊沟6，镀金光纤光栅1位于左阻焊沟5和右阻焊沟6以外的延伸段分别搁置在铝合金基座2上的左焊台3和右焊台4的焊接槽上并通过锡焊固定，左右长度保持对称，焊接完成后在V型槽内填充导热胶，镀金光纤光栅1从左焊台3和右焊台4外侧两端伸出左尾纤7和右尾纤8，铝合金基座2为规则对称结构及形状，可根据实际安装环境的需求设计为方形或圆柱形等具备对称结构的形状。然后再做适当的外部封装即可制成高精度高灵敏度高分辨率的光纤光栅温度传感器。

与现有技术相比，采用锡焊固定光纤光栅可实现完全无胶化，可以避免由于胶本身蠕变和迟滞带来的测量误差，以及可以避免在高温区和低温区因胶粘剂性能不稳定而影响传感器的性能。本方法操作简单，节省了胶粘光纤需等待胶固化的时间，传感器装配更加迅速快捷，而且测量特性优异，在宽温区范围内都具备高精度高灵敏度高分辨率。