[发明专利]耐高温光纤光栅传感器封装装置及方法

权利要求书

1.一种耐高温光纤光栅传感器的封装方法，其特征在于，该方法应用的封装装置为光学平台（13）上依次设置有左夹持机构、加热机构、右夹持机构，所述的左夹持机构为左齿轮齿条平移台（12）上设置有左三维组合平移台（11），左三维组合平移台（11）上设置有推拉力计（1），推拉力计（1）上设置有左光纤夹持器（2）；所述的加热机构为中齿轮齿条平移台（10）上设置有旋转升降台（9），旋转升降台（9）上设置有恒温加热器；所述的右夹持机构为右齿轮齿条平移台（7）上设置有右三维组合平移台（6），右三维组合平移台（6）上设置有右光纤夹持器（5），所述恒温加热器为温度控制器（8）上设置有加热平板（3），温度控制器（8）与加热平板（3）通过导线相连，该方法包括以下步骤：

S1.将待封装的金属弹性传感结构（14）置于加热平板（3）上，根据金属弹性传感结构（14）尺寸大小，调节左齿轮齿条平移台（12）和右齿轮齿条平移台（7），使左夹持机构和右夹持机构之间的距离与待封装的金属弹性传感结构（14）的长度相匹配，旋转左三维组合平移台（11）和右三维组合平移台（6）调节竖向位移的螺旋测微套筒，使左光纤夹持器（2）和右光纤夹持器（5）平齐；

S2.调节旋转升降台（9）使左光纤夹持器（2）和右光纤夹持器（5）略高于位于加热平板（3）上的待粘贴光纤光栅（4）的金属弹性传感结构（14）表面；

S3.将裸光纤光栅（4）置于待封装的金属弹性传感结构（14）粘贴位置，裸光纤光栅（4）的左端尾纤安装在左光纤夹持器（2）上、右端尾纤安装在右光纤夹持器（5）上，微调旋转升降台（9）使裸光纤光栅（4）恰与金属弹性传感结构（14）粘贴面齐平且接触，微调左三维组合平移台（11）和右三维组合平移台（6）的纵向位移螺旋测微套筒，使裸光纤光栅（4）精确处于金属弹性传感结构（14）粘贴位置；

S4.根据封装要求，微调左三维组合平移台（11）和右三维组合平移台（6）调节横向位移的螺旋测微套筒，对裸光纤光栅（4）施加所需要的轴向预应力，所加预应力大小通过推拉力计（1）数码显示，然后将高温固化胶均匀涂敷在裸光纤光栅（4）粘贴位置区域；

裸光纤光栅（4）所需要施加的轴向预应力大小为

式中，为光纤的弹性模量；为光纤的包层直径；为金属弹性传感结构的热膨胀系数；为光纤光栅的热膨胀系数；为高温固化胶高温固化温度值；为室温温度值；为光纤光栅传感器预拉波长；

S5.打开恒温加热器电源开关，根据高温固化胶固化温度设置加热温度后，加热平板（3）开始加热，通过热传导方式使金属弹性传感结构（14）温度升高，达到高温固化胶固化温度后保持恒定；当高温固化胶高温固化后，关闭恒温加热器电源开关，待加热平板（3）冷却后，松开左光纤夹持器（2）和右光纤夹持器（5），将粘贴有光纤光栅（4）的金属弹性传感结构（14）从加热平板（3）上取下，耐高温光纤光栅（4）传感器封装完成。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤光栅传感器的封装方法，其特征在于：所述的步骤S5中恒温加热器的加热温度调节范围为0℃～450℃。