[實用新型]一種小型化的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器

有效

• 申請號: 201420088259.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN203758464U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李宏偉;李玲;鎖劉佳;陳濤;劉慈軍
• 申請（專利權）人: 寧波杉工儀器設備有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種小型化的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器。

背景技術

以光纖光柵為傳感器元件的光纖傳感器與常規的傳感器相比，在抗電磁干擾、耐高溫、耐腐蝕、體積小等方面具有明顯的優勢，在建筑、石油、軍事應用領域顯得尤為突出。

裸光纖光柵在測量溫度和應變方面具有較高的靈敏度和準確度，但是裸光纖比較脆弱，在惡劣工作環境中非常容易被破壞，為了提高傳感器的耐久性、可靠性及準確性，要求選擇恰當合理的封裝形式來消除應變傳遞過程中的影響因素并保護敏感元件。尤其在對航空、航天等的應變和應力分布狀況測量，研制易安裝、體積小、質量輕、測量可靠準確的光纖光柵應變傳感器具有重要的意義。然而，目前常見的光纖光柵應變傳感器通常體積較大，且精度較低。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種小型化的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器，其體積小、質量輕，且能夠實現溫度自補償，從而能夠有效地提高測量準確性。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種小型化的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器，其特征在于包括封裝基片、中空的金屬保護體及光纖，所述的金屬保護體連接于所述的封裝基片的一個表面上，所述的金屬保護體的內腔構成一個光纖容納腔，所述的光纖完全位于所述的光纖容納腔內，所述的光纖上刻有用于測量應變的第一布拉格光柵和用于測量溫度的第二布拉格光柵，所述的光纖在預張拉后所述的第一布拉格光柵兩端的部分光纖分別與所述的金屬保護體的內壁連接。

所述的封裝基片為鈦合金薄片；在具體設計時也可采用其它密度較低、彈性模量較小、耐腐蝕、耐高溫的金屬材料制成封裝基片。

所述的封裝基片的厚度為0.1mm～0.3mm；在此將封裝基片的厚度設計為0.1mm～0.3mm，能夠保證封裝基片具有良好的形變能力，以及具有防腐蝕等性能。

所述的封裝基片的厚度為0.2mm。

所述的封裝基片上設置有多個安裝通孔；在此通過在封裝基片上預設多個安裝通孔，可供使用者在安裝該應變傳感器時選擇焊接或者膠粘等安裝形式。

所述的金屬保護體的底部開口，且所述的金屬保護體的底部兩側邊與所述的封裝基片的一個表面連接；在具體設計時，封裝基片與金屬保護體可一體加工成型。

所述的金屬保護體為半圓形金屬鋼管。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

1）本實用新型的應變傳感器通過在封裝基片上連接一個金屬保護體，且將刻有用于感知溫度和應變的第一布拉格光柵和僅用于感知溫度的第二布拉格光柵的光纖置放于金屬保護體的光纖容納腔內，再將第一布拉格光柵兩端的部分光纖與金屬保護體的內壁連接，這種應變傳感器的體積小、質量輕，且通過第二布拉格光柵能夠實現溫度自補償，從而能夠有效地提高測量準確性。

2）本實用新型的應變傳感器選用一條刻有兩個布拉格光柵的光纖作為傳感元件，第一布拉格光柵可以感知溫度和應變，第二布拉格光柵僅可感知溫度，且對第一布拉格光柵的溫度進行補償，解決了第一布拉格光柵的溫度交叉敏感問題。

3）本實用新型的應變傳感器中的第一布拉格光柵經過預張拉技術對其進行應變預制，預制的水平可根據實際監測的要求進行調整，應變預制后將第一布拉格光柵兩端的部分光纖與金屬保護體的內壁進行粘接，預張拉技術使該應變傳感器可以測量壓應變，也可提高第一布拉格光柵測量的靈敏度、線性度以及重復性效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器的俯視圖；

圖2a為圖1的A向剖視圖（光纖不在內）；

圖2b為圖2a中C部分的放大示意圖；

圖3a為圖1的B向剖視圖（光纖不在內）；

圖3b為圖3a中D部分的放大示意圖；

圖4為本實用新型的基片式光纖布拉格光柵應變傳感器中的刻有兩個布拉格光柵的光纖的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。