[发明专利]用于高压流道的光纤温度传感器封装方法及耐压测试方法

说明书

本发明公开了用于高压流道的光纤温度传感器封装方法及耐压测试方法，封装方法采用能够承受高温高压的不锈钢毛细管作为光纤光栅传感器的主要封装材料，用法兰解决光纤与模具之间的密封问题，并通过尾端固定、盘绕、前端固定、解盘绕四个步骤方便、低成本地实现光纤的屈曲及屈曲长度预留量的控制。

技术领域

本发明涉及光纤温度传感器技术领域，具体涉及用于高压流道的光纤温度传感器封装方法及耐压测试方法。

背景技术

在汽车零件注塑生产过程中，流道内成型塑料的温度(超过150℃)、压力(超过120MPa)是注塑控制的关键参数。现有监测技术多为热电偶传感器，由于其体积较大，很难布置到流道内，一般都安装在模具流道外侧，所测温度与热流道内的注塑体实际温度相差较大，另外也无法实现分布式多点监测，严重制约模具企业设计能力的提升。

光纤光栅传感器具有直径小(最小可达125微米)、可以在一条线上多点分布式测量等优点，是解决注塑模流道内温度场直接测量的理想监测元件。但是如果直接将现有裸光纤光栅传感器布置在高压流道内部，以石英为主要材料的光纤光栅传感器极易在高压作用下发生折断，另外光纤光栅传感器在穿出高压流道时，光纤与模具之间也不易密封。部分光纤传感器开发企业针对光纤易折断问题，探索了金属管封装的光纤光栅单点式温度传感器，并制作成温度探头，此类传感器的刚度大，能在恶劣工况下工作，但只能单点测量，其体积也限制了在热流道中的使用，更无法实现沿着高温、高压流道弯曲布置。

本发明提出一种新型适用于高压流道的小型准分布式光纤温度传感器封装方法及高压测试方法，使光纤光栅温度传感器能够应用于高压流道内部温度场监测，解决了高端注塑模流道内温度场监测难题，为注塑模工艺数字化提供了新的检测手段。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提出用于高压流道的光纤温度传感器封装方法及耐压测试方法，使光纤光栅温度传感器能够应用于高压流道内部温度场监测。

为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于高压流道的光纤温度传感器封装方法，包括如下步骤：

S1、将刻有光纤光栅的光纤穿入不锈钢毛细管中，在不锈钢毛细管的尾端将光纤与不锈钢毛细管固定；

S2、对不锈钢毛细管进行盘绕，使光纤向内缩进；

S3、达到光纤缩进预留量后，在不锈钢毛细管的前端将光纤与不锈钢毛细管固定；

S4、解除不锈钢毛细管的盘绕，使不锈钢毛细管恢复成直线型；

S5、用焊接的方法将不锈钢毛细管与法兰进行连接并密封。

作为优选，所述不锈钢毛细管的端部通过粘合剂与光纤固定。

作为优选，所述不锈钢毛细管的材质为304不锈钢。

作为优选，所述不锈钢毛细管的外径为1-2mm，壁厚为0.2-0.3mm。

作为优选，所述不锈钢毛细管与法兰在焊接前为间隙配合。

作为优选，所述步骤S5的具体步骤为：将不锈钢毛细管与法兰初步固定后，在不锈钢毛细管与法兰的间隙处填入金属粉末；用高温火焰枪将金属粉末融化，利用毛细现象使熔融金属填充空隙，使不锈钢毛细管与法兰之间密封；冷却固化后检查焊接质量。

作为优选，所述步骤S5的具体步骤为：将不锈钢毛细管与法兰初步固定后，在不锈钢毛细管与法兰的间隙处填入金属粉末；用高温火焰枪将金属粉末融化，同时在法兰另一侧采用真空泵抽吸使熔融金属流进空隙，使不锈钢毛细管与法兰之间密封；冷却固化后检查焊接质量。

通过上述封装方法制得的光纤温度传感器的耐压测试方法，包括如下步骤：