[發明專利]基于低熔點玻璃的新型FBG溫度傳感器的封裝工藝方法

有效

• 申請號: 201710796664.7
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107817061B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 江俊峰;劉鐵根;謝仁偉;張學智;王雙;劉琨;臧傳軍;楚奇梁;樊曉軍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

1.一種基于低熔點玻璃的新型FBG溫度傳感器封裝工藝方法，該FBG溫度傳感器的結構包括氧化鋁陶瓷管(1)、聚酰亞胺FBG(2)、低熔點玻璃(3)、橡膠尾套(4)以及高溫保護套(5)；其中，聚酰亞胺FBG(2)穿過氧化鋁陶瓷管(1)，且正處于氧化鋁陶瓷管(1)的中心位置，與氧化鋁陶瓷管(1)兩者相互平行；利用低熔點玻璃(3)將氧化鋁陶瓷管(1)從兩端與聚酰亞胺FBG(2)形成浸沒狀態，構成陶瓷管-FBG組合體；橡膠尾套(4)采用過盈配合方式分別套設在氧化鋁陶瓷管(1)兩端；高溫保護套(5)分別套設在陶瓷管-FBG組合體之外的兩端尾纖部分，高溫保護套(5)與橡膠尾套(4)之間也采用過盈配合；其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、首先，將氧化鋁陶瓷管(1)放置于夾持件上，利用固定棒(8)固定氧化鋁陶瓷管(1)；旋緊夾緊螺母(10)(11)；

步驟二、將聚酰亞胺FBG(2)穿過氧化鋁陶瓷管(1)，同時將低熔點玻璃環穿過聚酰亞胺FBG(2)，置于氧化鋁陶瓷管(1)上端；然后通過夾持塊(12)(13)固定住聚酰亞胺FBG(2)；

步驟三、調整氧化鋁陶瓷管(1)與聚酰亞胺FBG(2)的相對位置，使聚酰亞胺FBG(2)正處于氧化鋁陶瓷管(1)的中心位置，且兩者相互平行；

步驟四、打開熱風槍，溫度調整為480℃，風速50轉/秒；風口正對氧化鋁陶瓷管(1)上端，兩者距離為2mm，且避開聚酰亞胺FBG(2)；通過熱傳導使低熔點玻璃融化，直至其完全浸沒聚酰亞胺FBG(2)，撤去熱風槍；等氧化鋁陶瓷管(1)冷卻至室溫，松開夾持件，取出陶瓷管-FBG組合體；然后，調換陶瓷管-FBG組合體上下端；以同樣的方法將另外一端封裝好；

步驟五、將陶瓷管-FBG組合體置于熱溫箱中，熱溫箱溫度設置為215℃，保溫一小時；然后關閉溫箱電源，等溫箱自然降溫到室溫，取出組合體，完成退火的步驟；

步驟六、等陶瓷管-FBG組合體冷卻至室溫時，將橡膠尾套(4)套在氧化鋁陶瓷管(1)一端，采用過盈配合，兩者之間的接觸部分涂抹少量的環氧膠；然后將高溫保護套(5)，套在陶瓷管-FBG組合體兩端的尾纖上，高溫保護套(5)與橡膠尾套(4)之間的配合也采用過盈配合，同時，兩者接觸部分也涂抹環氧膠；對氧化鋁陶瓷管(1)的另外一端也采用相同的方式處理，靜置一天，等環氧膠固化。

2.一種用于如權利要求1所述的基于低熔點玻璃的新型FBG溫度傳感器封裝工藝方法的夾持件結構，其特征在于，該結構包括固定棒(8)、導軌(9)、夾緊螺母(10)(11)、夾持塊(12)(13)、千分尺(14)(15)(16)(17)；其中，兩個夾持塊(12)(13)設置于導軌(9)上，在導軌(9)上移動，從而實現聚酰亞胺FBG(2)的預拉伸、預壓縮、預彎曲；固定棒(8)和夾緊螺母(10)(11)作用為固定氧化鋁陶瓷管(1)，千分尺(14)(15)(16)(17)實現氧化鋁陶瓷管(1)的左右調節、前后調節、上下調節以及平行面內旋轉，從而調整聚酰亞胺FBG(2)與氧化鋁陶瓷管(1)的相對位置。