專利名稱：光纖光柵溫度傳感探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器，特別涉及一種用于測量線型溫度參數(shù)的光纖光柵溫度傳感探頭
背景技術(shù)：
外界溫度改變會引起光纖光柵Bragg波長的移位。從物理本質(zhì)看，引起波長移位的原因主要有3個方面光纖熱膨脹效應(yīng)、光纖熱光效應(yīng)以及光纖內(nèi)部熱應(yīng)力引起的彈光效應(yīng)。為了能得到光纖光柵溫度傳感器更詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型，對研究的光纖光柵可以作以下假設(shè)(1)僅研究光纖自身各種熱效應(yīng)，忽略外包層以及披層物體由于熱效應(yīng)而引發(fā)的其它物理過程。很顯然，熱效應(yīng)與材料本身密切相關(guān)，不同的外包層(如彈性塑料包層、金屬包層等)、不同的被測物體經(jīng)歷同樣的溫度變化將對光柵產(chǎn)生極為不同的影響。(2)僅考慮光纖的線性熱膨脹區(qū)，忽略溫度對熱膨脹系數(shù)的影響。由于石英材料的軟化點在2700°C右，所以在常溫范圍完全可以忽略溫度對熱膨脹系數(shù)的影響，認(rèn)為熱膨脹系數(shù)在測量范圍內(nèi)始終保持為常數(shù)。(3)在1.3-1.5μπι的波長范圍內(nèi)，認(rèn)為熱光效應(yīng)在研究的溫度范圍內(nèi)保持一致， 即光纖折射率溫度系數(shù)保持為常數(shù)。(4)僅研究溫度均勻分布情況，忽略光纖光柵不同位置之間的溫差效應(yīng)。因為一般光纖光柵的尺寸僅IOmm左右，所以認(rèn)為它處于一均勻溫場并不會引起較顯著的誤差，這樣就可以忽略由于光柵不同位置之間的溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力影響?；谝陨蠋c假設(shè)，可得出單純光纖光柵的溫度傳感數(shù)學(xué)模型。從光柵Bragg方程λ B = 2neffA出發(fā)，當(dāng)外界溫度改變時，對Bragg方程進(jìn)行展開，可得溫度變化△ T導(dǎo)致光纖光柵的相對波長移位為
權(quán)利要求
1.一種光纖光柵溫度傳感探頭，包括介質(zhì)封裝筒；懸空在所述介質(zhì)封裝筒中的用來測量溫度的光纖光柵；封裝所述介質(zhì)封裝筒兩端的封裝裝置；以及穿過所述封裝裝置的所述光纖光柵兩側(cè)的光纖；其中所述介質(zhì)封裝筒由絕緣塑料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感探頭，其中所述封裝裝置為安裝在所述介質(zhì)封裝筒兩端的兩個穿孔擋板，其中所述光纖分別從穿孔擋板的小孔穿過并膠粘在所述小孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感探頭，其中所述穿孔擋板的圓周邊緣通過膠粘劑連接介質(zhì)封裝筒內(nèi)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感探頭，其中所述介質(zhì)封裝筒兩端均連接尾套，用于固定由所述光纖為線芯的光纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感探頭，其中在所述尾套與所述穿孔擋板之間裝有用于定位穿孔擋板的堵頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感探頭，其中所述光纖光柵為刻有FBG柵區(qū)的光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感探頭，其中所述光纖光柵在介質(zhì)封裝筒內(nèi)形成圓弧形狀，其弧高小于介質(zhì)封裝筒的內(nèi)徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感探頭，其中，所述穿孔擋板小孔具有面向介質(zhì)封裝筒空腔的喇叭口，以便于形成圓弧形的光纖光柵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感探頭，其中，所述光纖光柵的材質(zhì)為石英玻璃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感探頭，其中，所述絕緣塑料為ABS耐高溫塑料或硅橡膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖光柵溫度傳感探頭，包括介質(zhì)封裝筒；懸空在所述介質(zhì)封裝筒中的用來測量溫度的光纖光柵；封裝所述介質(zhì)封裝筒兩端的封裝裝置；以及穿過所述封裝裝置的所述光纖光柵兩側(cè)的光纖；其中所述介質(zhì)封裝筒由絕緣塑料制成。本發(fā)明的光纖光柵溫度傳感探頭低成本、小體積、高響應(yīng)速度、方便生產(chǎn)，并且封裝結(jié)構(gòu)簡單，能有效消除因封裝結(jié)構(gòu)形變對測量精度的影響，具有較高的測量精度。
文檔編號G01K1/08GK102401702SQ20101027904
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者徐相濤, 文進(jìn), 榮寧, 黃正宇 申請人:北京蔚藍(lán)仕科技有限公司