[發明專利]一種光纖光柵溫度傳感器、陣列及其成陣方法

有效

• 申請號: 202010468166.1
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111562031B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 李惠;馬龍;張發祥;趙慶超;姜劭棟;王昌
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G01K11/3206
• 分類號: G01K11/3206;G02B6/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 楊先凱

1.一種光纖光柵溫度傳感器陣列，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器陣列包括至少2個光纖光柵溫度傳感器、外保護管以及塑料軟管；

所述光纖光柵溫度傳感器陣列由至少2個光纖光柵溫度傳感器串聯而成；一個光纖光柵溫度傳感器的外露的尾纖與相鄰的另外一個光纖光柵溫度傳感器的外露的尾纖之間用熔接機進行熔接，以用于將相鄰的兩個光纖光柵溫度傳感器串聯在一起；

全部的光纖光柵溫度傳感器按照光纖光柵的中心波長從小到大或從大到小的順序排列；

所述塑料軟管套設包裹著相鄰兩根單模光纖的熔接點，以用于對熔接點進行保護；

串聯在一起的光纖光柵溫度傳感器以及塑料軟管位于所述外保護管中，所述外保護管套設包裹著串聯在一起的光纖光柵溫度傳感器以及塑料軟管；

所述外保護管的管壁上開設有注膠通孔，通過注膠通孔向外保護管中注膠以用于將單模光纖以及光纖光柵溫度傳感器膠粘固定在所述外保護管的管壁上；

所述光纖光柵溫度傳感器包括單模光纖、毛細石英玻璃管以及內保護管；

所述單模光纖上設置有光纖光柵；

所述單模光纖從所述毛細石英玻璃管中穿過，所述單模光纖上的光纖光柵位于所述毛細石英玻璃管中；

所述內保護管套設包裹著所述毛細石英玻璃管；

所述單模光纖的長度兩端分別從所述毛細石英玻璃管的軸向兩端露出，所述單模光纖的長度兩端分別從所述內保護管的軸向兩端露出；

所述毛細石英玻璃管的頂管口中充填有密封膠以用于將所述單模光纖通過密封膠膠粘固定在所述毛細石英玻璃管的頂管口處，所述毛細石英玻璃管的底管口中充填有密封膠以用于將所述單模光纖通過密封膠膠粘固定在所述毛細石英玻璃管的底管口處；

所述內保護管的頂管口中充填有密封膠以用于將所述單模光纖通過密封膠膠粘固定在所述內保護管的頂管口處以及將內保護管的頂管口與所述毛細石英玻璃管的頂管口膠粘連接，所述內保護管的底管口中充填有密封膠以用于將所述單模光纖通過密封膠膠粘固定在所述內保護管的底管口處以及將內保護管的底管口與所述毛細石英玻璃管的底管口膠粘連接；

所述密封膠為環氧樹脂膠。

2.根據權利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器陣列，其特征在于，所述單模光纖為單模通訊光纖G652.D。

3.根據權利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器陣列，其特征在于，所述內保護管為不銹鋼管。

4.一種權利要求1所述的光纖光柵溫度傳感器陣列的成陣方法，其特征在于，包括以下依次進行的步驟：

1) 制備光纖光柵溫度傳感器，包括以下依次進行的步驟：

a) 首先利用載氫和紫外光刻寫在單模光纖上制作目標中心波長的光纖光柵；

b) 用所述毛細石英玻璃管套設包裹所述單模光纖上的光纖光柵，然后分別向所述毛細石英玻璃管的頂管口中與底管口中充填密封膠，然后所述毛細石英玻璃管中的密封膠固化成固體；

c) 用所述內保護管套設包裹著所述毛細石英玻璃管，然后分別向所述內保護管的頂管口中與底管口中充填密封膠，然后所述內保護管中的密封膠固化成固體；

2) 對每一個光纖光柵溫度傳感器進行溫度標定；

3) 將完成溫度標定的光纖光柵溫度傳感器進行熔接以串聯成陣列；

4) 用外保護管對步驟3)制得的串聯后的光纖光柵溫度傳感器進行封裝；

所述外保護管為不銹鋼管；

所述外保護管分為多段，每一段外保護管的軸向一端設置有外螺紋，每一段外保護管的軸向另一端設置有內螺紋，相鄰兩段外保護管通過外螺紋與內螺紋的配合構成螺紋連接。

5.根據權利要求4所述的一種光纖光柵溫度傳感器陣列的成陣方法，其特征在于，所述光纖光柵的柵區長度為12 mm，反射率＞95%；

所述光纖光柵溫度傳感器陣列包括5～20個光纖光柵溫度傳感器，每一個光纖光柵溫度傳感器包括一個光纖光柵，相鄰兩個光纖光柵的中心波長相差為 2.4 nm 或2.4 nm的整數倍，任意一個光纖光柵的中心波長在1533 nm-1564 nm 波段內。

6.根據權利要求5所述的一種光纖光柵溫度傳感器陣列的成陣方法，其特征在于，所述毛細石英玻璃管的外徑為0.5 mm且內徑為0.4 mm且長度為20 mm；

所述內保護管的外徑為 1.5 mm 且內徑為 1 mm 且長度為 30 mm；

所述外保護管的外徑為5 mm且內徑為3.5 mm，每一段外保護管的長度為 0.5 m；

所述塑料軟管的內徑為0.4 mm且外徑為0.9 mm。