[发明专利]一种光纤光栅传感器封装装置及方法

说明书

本发明涉及一种光纤光栅传感器封装装置，包括底座、工作台、加热装置、涂胶装置、两个光纤夹紧机构和预应力调节装置，预应力调节装置设置在底座上，两个光纤夹紧机构中的一个设置在预应力调节装置的输出端上，另一个设置在底座上，设置在预应力调节装置输出端上的光纤夹紧机构通过预应力调节装置的作用调整其与另一个光纤夹紧机构之间的间距，工作台布置在处于两个光纤夹紧机构之间的底座上，加热装置设置在底座与工作台之间。本发明的有益效果是：具有操作方便、工作稳定可靠、可较为细致调节等优点，可对光纤光栅传感器施加恒定预应力；能够实现施加同样的预应力，避免光纤光栅啁啾和波形畸变，从而有保证波长温度特性的稳定和良好的一致性。

技术领域

本发明涉及一种光纤光栅传感技术，具体涉及一种光纤光栅传感器封装装置及方法。

背景技术

光纤布拉格光栅(FBG)具有体积小重量轻、熔接损耗小、抗电磁干扰能力强、灵敏度高、能埋入等特点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，且有良好的线性响应，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。光纤光栅通过不同的封装方式可制成应变传感器、温度传感器、加速度传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等各类传感器。而在近些年中，光纤光栅传感器亦广泛用于土木及水利工程、桥梁安全监测、公路健康检测等方面。目前，被广泛的应用于在航空航天、船舶、电力、医疗、土木工程等领域中。但是光纤光栅本身性质限制了其在实际中的应用，为了解决此问题，在实际应用中通常要对光纤光栅进行封装，封装起到保护与增敏的作用，参考文献：【张智禹光纤光栅传感封装技术的研究[D].沈阳.沈阳航空航天大学.2014.1-62】。

由于FBG是紫外光在去除涂覆层的单模石英光纤上写入，细小质脆，易折断，且在恶劣的环境下，裸露的光栅会遭到酸或碱的腐蚀，参考文献：【文昌金，李玉龙一种光纤光栅施加预应力的管式封装[J].1002-5561(2014)06-0012-04】则需要对光纤光栅加一层封装保护。光纤光栅未受预应力时，将光纤光栅固定在封装基体上，光栅不能与封装基体很好的靠紧，会朝任意方向有一定的弯曲，则其被测量出的中心波长的漂移不能真实反映被测物体参量的感应，导致传感器测试信号的不准确，所以综上可采用可施加预应力的封装装置来封装光栅，在将光纤光栅固定在封装基体之前，对光纤光栅施加一定的预应力，可保证光纤光栅与封装基体之间更加贴合，从而可测得较为准确的信号值。

目前，封装光纤光栅传感器时，很少考虑到施加预紧力这类问题，其中个别对光纤光栅轴向施加预应力的封装装置基本采用悬挂砝码等方式，这类方法不能连续控制外力的大小，因而对每组封装的光纤光栅传感器所施加预紧力都不尽相同，从而会使光纤光栅传感器所测量出的数值有一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤光栅传感器封装装置及方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种光纤光栅传感器封装装置，包括底座、工作台、加热装置、涂胶装置、两个光纤夹紧机构和预应力调节装置，预应力调节装置设置在底座上，两个光纤夹紧机构中的一个设置在预应力调节装置的输出端上，另一个设置在底座上，设置在预应力调节装置输出端上的光纤夹紧机构通过预应力调节装置的作用调整其与另一个光纤夹紧机构之间的间距，工作台布置在处于两个光纤夹紧机构之间的底座上，加热装置设置在底座与工作台之间。

本发明的有益效果是：具有操作方便、工作稳定可靠、可较为细致调节等优点，此封装装置可对光纤光栅传感器施加恒定预应力，并可在0℃～300℃温度范围内使用；使用本装置对光纤光栅传感器进行封装时能够实现施加同样的预应力，避免光纤光栅啁啾和波形畸变，从而有保证波长温度特性的稳定和良好的一致性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括位置调节装置，位置调节装置设置在底座上，工作台设置在位置调节装置上，加热装置设置位置调节装置与工作台之间。