[發明專利]一種光纖光柵濕度傳感器的制作方法

有效

• 申請號: 201910351254.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110044823B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉誠;易小龍;張春彥;藍天
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種光纖光柵濕度傳感器的制作方法，該方法通過裝配工裝的裝卡槽來限制連接片的位置，通過裝配工裝的膜槽來確保濕敏薄膜制作后的長度和位置，通過卡具工裝將濕敏薄膜壓緊，同時通過設計連接片的形狀和裝配工裝左右兩側的出膠槽來將多余的膠液排除，然后完成光纖光柵濕度傳感器的制作。本發明實現了光纖光柵濕度傳感器濕敏元件的工程化制作，防止濕敏薄膜制作后產生翹曲，保證其粘接均勻度，能有效實現將濕敏薄膜對環境濕度的感知準確的傳遞給光纖光柵，保證光纖光柵濕度傳感器測量精度。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，尤其涉及一種光纖光柵濕度傳感器的制作方法。

背景技術

在航空航天、電工電力、軍事及氣象、制藥與煙草等領域，對環境濕度的監測是非常必要的，因此提升濕度監測儀器的性能，確保滿足不同檢測環境需求具有重要意義。常見濕度傳感器種類包括毛發式、干濕球式，以及電容式、電阻式等濕度傳感器。這些類型的濕度傳感器易受電磁、油氣等惡劣環境的干擾，穩定性較差，應用范圍有限。

光纖傳感器是一種無源傳感器，不易受到電磁信號的干擾，本質安全(即阻燃、防爆)，可適應電工電力、化工制藥等易燃易爆環境。并且光纖傳感器體積小，質量輕，更容易置入空間狹小的區域進行遠距離組網監測。

比較常用的光纖濕度傳感器是光纖光柵濕度傳感器。由于光纖光柵本身對于濕度不敏感，需要通過與濕敏材料共同作用來組成濕敏元件。基于這種工作機制，光纖光柵濕度傳感器對于濕敏元件的加工工藝要求非常嚴格。濕敏薄膜能否準確的將濕度引起的作用力轉換為對光纖柵區產生的軸向應力，濕敏薄膜能否均勻粘附在濕度傳感器支架膜槽上，濕敏薄膜的粘接邊緣是否存在氣泡而導致邊緣翹曲，濕敏薄膜的中軸線與光線光柵的直線延長線是否重合，均會直接影響光纖光柵濕度傳感器的測量精度。這些工藝問題解決不好會造成批量制作的溫濕度傳感器靈敏度不一致，甚至會引起光柵的啁啾現象，產生次品。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種光纖光柵濕度傳感器的制作方法，提高了濕度轉換光柵軸向應力的測量精度，實現了光纖光柵溫濕度傳感器的工程化制作。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種光纖光柵濕度傳感器的制作方法，包括以下步驟：

步驟一、將連接片固定在裝配工裝上，且連接片的光纖槽朝下，在連接片的上表面均勻涂上膠黏劑；

步驟二、將濕敏薄膜前端浸入連接片上表面的膠黏劑中，并向前緩慢推行，直到濕敏薄膜全部位于裝配工裝膜槽中，所述膜槽專門用于固定濕敏薄膜，將濕敏薄膜后端壓緊，在連接片上將多余膠液從裝配工裝的左右兩側刮出；

步驟三、利用卡具工裝將連接片壓住，將經過上述處理的裝配工裝和卡具工裝整體放入溫箱，進行加熱固化；

步驟四、卸下卡具工裝，將粘接完成的完整膜片從裝配工裝上取下，固定在聚四氟乙烯板上，光纖槽朝上；

步驟五、將光纖光柵拉成直線后放置在連接片上，與連接片的中軸線重合，光柵柵區在連接片遠離濕敏薄膜的一側，光纖卡在光纖槽內，沿光纖槽均勻涂上膠黏劑，涂抹范圍為光纖槽及兩側1mm區域，光纖被膠粘劑完全覆蓋，將聚四氟乙烯板整體放入溫箱，進行加熱固化制成光纖光柵濕敏元件；

步驟六、將濕度傳感器支架粘在聚四氟乙烯板上，在濕度傳感器支架后端均勻涂上一層膠黏劑，將光纖光柵濕敏元件拉直，濕敏薄膜一面朝上，垂直放置在濕度傳感器支架上，濕敏薄膜與濕度傳感器支架涂膠面完全接觸，用膠帶固定好當前位置；

步驟七、在連接片上將多余膠液從裝配工裝的左右兩側沿刮出，將聚四氟乙烯板整體放入溫箱，進行加熱固化，制成完整的光纖光柵濕度傳感器。

所述裝配工裝包括安裝座和底座，其中，安裝座上表面刻有膜槽、裝卡槽和出膠槽，兩側面分別開有兩個用于固定的螺紋孔；所述膜槽用于固定濕敏薄膜，裝卡槽用于放置連接片；