[發(fā)明專利]一種基片式FBG溫度增敏傳感器及性能測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711441565.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107907241B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝連慶;鹿利單;董明利;婁小平;孫廣開;何巍;李紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K15/00
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;龐立巖

本發(fā)明公開了一種基片式應(yīng)變解耦FBG溫度增敏傳感器，包括基片、第一固定耳和第二固定耳，所述第一固定耳焊接在基片上端的右側(cè)，且第二固定耳焊接在基片下端的右側(cè)；所述基片上開設(shè)有基片槽，基片槽用于放置FBG；一種基片式應(yīng)變解耦FBG溫度增敏傳感器性能測試方法，S1中所述的測試系統(tǒng)包括環(huán)形器、Fluke水浴箱、寬帶光源和解調(diào)儀，所述寬帶光源的輸出端與環(huán)形器的輸入端電性連接；所述環(huán)形器的輸出端與解調(diào)儀的輸入端電性連接；所述Fluke水浴箱內(nèi)放置的FBG傳感器通過導(dǎo)線與環(huán)形器電性連接；該基片式FBG溫度增敏傳感器及性能測試方法，與其它FBG傳感器，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于工程使用，實現(xiàn)高精度溫度測量，實用性強，易于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及FBG溫度傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基片式FBG溫度增敏傳感器及性能測試方法。

背景技術(shù)

光纖材料是二氧化硅，一種脆性易碎材料，韌性差、剪切能力弱，對其進(jìn)行保護(hù)顯得尤為重要，封裝工藝對FBG傳感性能有很大影響。探索FBG溫度增敏應(yīng)變解耦的可能方式、以及封裝、粘附技術(shù)和新結(jié)構(gòu)工藝尤為重要。

FBG為是Fiber Bragg Grating的縮寫，即光纖布拉格光柵；在纖芯內(nèi)形成的空間相位周期性分布的光柵，其作用的實質(zhì)就是在纖芯內(nèi)形成一個窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡。利用這一特性可制造出許多性能獨特的光纖器件。這些器件具有反射帶寬范圍大、附加損耗小、體積小，易與光纖耦合，可與其它光器件兼容成一體，不受環(huán)境塵埃影響等一系列優(yōu)異性能。目前應(yīng)用主要集中在光纖通信領(lǐng)域(光纖激光器、光纖濾波器)和光纖傳感器領(lǐng)域(位移、速度、加速度、溫度的測量)。

現(xiàn)有的FBG溫度傳感器，其對溫度具有較強的敏感性，在生產(chǎn)過程中不易對其性能進(jìn)行控制，從而不能實現(xiàn)高精度溫度的測量，滿足不了用戶的需求，使用具有局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基片式FBG溫度增敏傳感器及性能測試方法，解決了背景技術(shù)中提出的困難問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種基片式應(yīng)變解耦FBG溫度增敏傳感器，包括基片、第一固定耳和第二固定耳，所述第一固定耳焊接在基片上端的右側(cè)，且第二固定耳焊接在基片下端的右側(cè)；所述基片上開設(shè)有基片槽，基片槽用于放置FBG。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，一種基片式應(yīng)變解耦FBG溫度增敏傳感器，其傳感器封裝包括如下步驟：

步驟1、首先選取中心波長為1525.001nmFBG，同時將基片放置在加熱臺面板上；

步驟2、通過熔焊設(shè)備對選取的FBG進(jìn)行熔接，并將熔接好的FBG放置于基片上開設(shè)的基片槽內(nèi)，F(xiàn)BG兩端用調(diào)整架固定，調(diào)整微分頭使FBG處于預(yù)緊力狀態(tài)；

步驟3、開啟加熱臺，將溫度設(shè)置為80℃，溫度穩(wěn)定后，為了防止高溫下353ND固化后預(yù)緊力會減少，F(xiàn)BG中心波長變1526.523nm，用353ND以全覆蓋式固定FBG；

步驟4、固化完成后，關(guān)閉加熱臺，并將調(diào)整架卸載，待調(diào)整架及傳感器冷卻至室溫，讀取中心波長。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述基片為鋁合金材料制成。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，一種基片式應(yīng)變解耦FBG溫度增敏傳感器性能測試方法，具體包括如下步驟：

S1、首先選取需要檢測的FBG傳感器，將FBG傳感器接入測試系統(tǒng)中，即將FBG傳感器置于Fluke水浴箱中；

S2、通過控制器控制Fluke水浴箱中的溫度值，使其Fluke水浴箱中的水溫控制在10℃-60℃；

S3、在FBG傳感器置于Fluke水浴箱過程中，工作人員每隔30分鐘對Fluke水浴箱內(nèi)的水進(jìn)行升溫，并記錄穩(wěn)定后FBG傳感器的中心波長值；