[實用新型]FBG溫度傳感器的封裝結構

有效

• 申請號: 201220196041.9
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN202582782U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 位立麗;吳宇;饒云江
• 申請（專利權）人: 無錫成電光纖傳感科技有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本實用新型涉及一種封裝結構，尤其涉及一種FBG溫度傳感器的封裝結構。

背景技術

1978年，加拿大通信研究中心的K.O.Hill等人發現了摻鍺光纖的光敏特性并制作出世界上第一根光纖光柵，隨著后來光柵技術的進步和低溫高壓載氫敏化處理技術的發現，使光纖光柵的批量生產成為可能，光纖光柵開始走向實用化，廣泛應用于光纖通信和光纖傳感領域。目前光纖光柵已經廣泛應用于應變、溫度、壓力等眾多物理參量的靜態及動態測量，在傳感領域發揮了重要的作用。這些傳感器主要包括光纖光柵應變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器等。溫度也是直接影響光纖光柵波長變化的因素，人們常常直接將裸光纖光柵作為溫度傳感器直接應用。同光纖光柵應變傳感器一樣，光纖光柵溫度傳感器也需要進行封裝，封裝技術的主要作用是保護和增敏，人們希望光纖光柵能夠具有較強的機械強度和較長的壽命，與此同時，還希望能在光纖傳感中通過適當的封裝技術提高光纖光柵對溫度的響應靈敏度。

在現有的FBG溫度傳感器中，通常采用三種封裝結構：第一種是采用點膠方式固定光柵的封裝結構，但是膠屬于軟體物質容易受應力影響，同時受外界影響容易老化變質影響FBG溫度傳感器的性能，使其長期溫度穩定性差；第二種是采用光纖表面金屬鍍膜處理的封裝結構，此類技術對工藝要求高，并且成本高，容易影響光纖光柵性能；第三種是采用激光焊接的封裝結構，其焊件位置需要非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內，并且需要使用高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變，不適合生產線，生產成本高昂。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種FBG溫度傳感器的封裝結構，以解決傳統的FBG溫度傳感器的封裝結構容易受應力影響，影響傳感器性能，長期溫度穩定性差、成本高的問題。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：

一種FBG溫度傳感器的封裝結構，包括光纖光柵，所述光纖光柵設置于封裝不銹鋼管內，所述封裝不銹鋼管由中間的圓柱部分和左右兩端的半圓柱部分構成，中間的圓柱部分的兩端口處設置有玻璃焊料，封裝不銹鋼管中間的圓柱部分的兩端口與光纖光柵兩端的尾纖焊接連接，所述尾纖設置于松套管內，所述松套管設置于封裝不銹鋼管的半圓柱部分的槽內，并頂到玻璃焊料處，所述封裝不銹鋼管的外部套設有熱縮管，且所述熱縮管外部套設有不銹鋼管，所述不銹鋼管的兩端套入有鎧裝光纜，所述鎧裝光纜頂住熱縮管。

進一步的，所述光纖光柵為具有聚酰亞胺涂覆層的光纖光柵。

進一步的，所述封裝不銹鋼管內徑為1mm，外徑為2.2mm，長度為70mm，其中間的圓柱部分為30mm，左右兩端的半圓柱部分均為20mm，且其切割深度為0.7～0.9mm。

進一步的，所述光纖光柵設置于封裝不銹鋼管的中間的圓柱部分內。

進一步的，所述鎧裝光纜與不銹鋼管通過壓接鉗壓接連接。

本實用新型的有益效果為，與現有FBG溫度傳感器的封裝結構相比，本實用新型所述FBG溫度傳感器的封裝結構具有以下優點：

1)采用無膠化封裝，使得FBG溫度傳感器不受材料長期應力和應變的影響；

2)生產設備成本低廉，生產成本低；

3)光纖光柵部分完全密閉，不受外界環境濕度影響；

4)光纖光柵表面無需任何鍍膜處理，工藝簡單；

5)無需激光焊接，操作簡單，量產能力強；

6)所述光纖光柵為具有聚酰亞胺涂覆層的光纖光柵，溫度穩定性好，線性度好，可長期工作于350℃以內的高溫環境中。

附圖說明

圖1為本實用新型FBG溫度傳感器的封裝結構的剖面圖；

圖2為本實用新型FBG溫度傳感器的封裝結構的焊接操作臺結構示意圖；

圖3為采用本實用新型的FBG溫度傳感器的升溫過程曲線圖；

圖4為采用本實用新型的FBG溫度傳感器的降溫過程曲線圖。

圖中：

1、鎧裝光纜；2、不銹鋼管；3、熱縮管；4、封裝不銹鋼管；5、尾纖；6、光纖光柵；7、松套管；8、玻璃焊料；9、電烙鐵；10、支架。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。