一種光纖光柵溫度傳感器探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種光纖光柵溫度傳感器探頭，包括：光纖光柵封裝套管，光纖光柵和導(dǎo)熱保護(hù)套管；光纖光柵的柵區(qū)部分位于光纖光柵封裝套管內(nèi)部用于溫度測(cè)量，其一端固定，另一端懸空；導(dǎo)熱保護(hù)套管的兩端固定有夾持端，用于封裝光纖光柵封裝套管，光纖光柵的尾部光纖穿過(guò)夾持端。本發(fā)明的光纖光柵封裝套管由銅材料制成，導(dǎo)熱性能好，導(dǎo)熱保護(hù)套管由陶瓷材料制成，其絕緣性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)；夾持端由耐高溫的絕緣材料制成。本發(fā)明的光纖光柵溫度傳感探頭體積小，響應(yīng)速度快，并且封裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅能夠有效消除外部應(yīng)力對(duì)傳感器測(cè)溫的影響，而且可以屏蔽電磁干擾影響。
【專利說(shuō)明】一種光纖光柵溫度傳感器探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖光柵溫度傳感器探頭，屬于光纖光柵溫度傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】。【背景技術(shù)】
[0002]在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力是重要的基礎(chǔ)能源之一。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展，我們對(duì)于電力資源的需求也迅速增長(zhǎng)。電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)溫度檢測(cè)成為一個(gè)日益重要的研究課題。
[0003]傳統(tǒng)電力溫度傳感器主要分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式傳感器主要包括熱電阻、熱電偶等。有的方法采用鉬電阻進(jìn)行電力設(shè)備溫度檢測(cè)，然后將采集到的溫度數(shù)據(jù)送往上位機(jī)進(jìn)行處理，能夠得到較好的溫度檢測(cè)效果。但是由于熱電阻和熱電偶在工作時(shí)，檢測(cè)信號(hào)都需要通過(guò)金屬導(dǎo)線進(jìn)行傳輸。這就不可避免的會(huì)在空間中產(chǎn)生電磁擾動(dòng)，極端情況下會(huì)引起輸電線路產(chǎn)生短路危險(xiǎn)。同時(shí)，高頻交變場(chǎng)中的噪聲也會(huì)對(duì)金屬導(dǎo)線產(chǎn)生影響。使其產(chǎn)生感應(yīng)渦流加熱，從而對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，使溫度檢測(cè)效果精確度不夠。并且由于接觸式溫度傳感器屬于消耗型的傳感器，長(zhǎng)期工作時(shí)穩(wěn)定性很受限制，且成本較高。
[0004]非接觸式紅外溫度傳感器對(duì)電力電纜進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)的方法。這類傳感器可以對(duì)腐蝕環(huán)境下的電纜溫度進(jìn)行檢測(cè)。但是利用此類傳感器時(shí)，一般需要工作人員攜帶紅外熱像儀，對(duì)電路中某些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)大范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這就具有很大的限制性，并且紅外傳感器只能對(duì)電路表面的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)容易受周圍環(huán)境的溫度變化和磁場(chǎng)變化干擾。其在工程中的應(yīng)用也很受限制。
[0005]相比于溫度傳感器體積較大，測(cè)量時(shí)需要電源，易受電磁干擾，其傳感器的內(nèi)部存在電壓和電流，大大限制了其應(yīng)用范圍。例如在一些大型變電所，測(cè)溫的環(huán)境往往是強(qiáng)電磁場(chǎng)，且易燃易爆、測(cè)量空間狹小。因此，體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)的光纖光柵傳感器成為研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于光纖光柵溫度傳感器的研究，主要利用光纖光柵的中心反射波長(zhǎng)隨溫度變化而成線性變化的原理設(shè)計(jì)的。中國(guó)專利文件CN200820027488.7公開(kāi)了一種光纖光柵溫度傳感器，是通過(guò)光纖光柵兩端固定于鋼條上，再將鋼條固定于鋼管內(nèi)。這種光纖光柵溫度傳感器的光纖光柵兩端固定于鋼條上，并不是完全意義上的只測(cè)量溫度而不受力。當(dāng)傳感器振動(dòng)時(shí)，鋼條由于慣性會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)生微應(yīng)變。這些會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度不高。
[0006]光纖光柵溫度傳感器的關(guān)鍵部件是光纖光柵溫度傳感器探頭，如何將光纖光柵封裝成光纖光柵溫度傳感器探頭，在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下，使其精確測(cè)量溫度的同時(shí)，屏蔽外部應(yīng)力或震動(dòng)對(duì)其影響，這是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有光纖光柵溫度傳感器在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下測(cè)量溫度時(shí)，易受外部應(yīng)力的影響問(wèn)題，本發(fā)明提供一種只用于測(cè)量外部溫度，而屏蔽外部應(yīng)力的光纖光柵溫度傳感器探頭。
[0008]本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案完成: 一種光纖光柵溫度傳感器探頭，包括:
光纖光柵封裝套管，光纖光柵和導(dǎo)熱保護(hù)套管，所述光纖光柵由柵區(qū)和尾部光纖構(gòu)成，所述光纖光柵的柵區(qū)封裝于光纖光柵封裝套管內(nèi)，有尾部光纖的一側(cè)與光纖光柵封裝套管的端部粘結(jié)固定，另一側(cè)懸空；所述導(dǎo)熱保護(hù)套管的兩端固定有夾持端，所述光纖光柵封裝套管的兩端分別固定于夾持端上，光纖光柵的尾部光纖穿過(guò)所述夾持端；所述光纖光柵尾部光纖外設(shè)有尾部保護(hù)套管，所述尾部保護(hù)套管的一端固定在導(dǎo)熱保護(hù)套管的端部。
[0009]前述的光纖光柵封裝套管的由金屬銅制成。
[0010]前述的導(dǎo)熱保護(hù)套管的材料為陶瓷。
[0011]前述的光纖光柵由石英玻璃制成。
[0012]前述的夾持端由耐高溫絕緣材料制成。
[0013]前述的耐高溫絕緣材料為ABS塑料或硅橡膠。
[0014]前述的尾部保護(hù)套管由ABS塑料或硅橡膠制成。
[0015]前述的光纖光柵封裝套管內(nèi)徑與光纖光柵外徑的差值范圍小于0.5_。
[0016]本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:1)不僅適合于常規(guī)的測(cè)溫環(huán)境，而且還適合于強(qiáng)電磁環(huán)境下對(duì)溫度的測(cè)量，比如電力系統(tǒng)的溫度測(cè)量；2)光纖光柵溫度傳感器探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；3)該探頭采用雙套管形式，外部套管為導(dǎo)熱保護(hù)套管，采用陶瓷材料，其絕緣性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)；內(nèi)部套管為光纖光柵封裝套管，采用銅材料，其導(dǎo)熱性能強(qiáng)，這種雙套管結(jié)構(gòu)形式既能夠屏蔽外力對(duì)溫度測(cè)量的影響，又能夠有效的提高測(cè)量精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的光纖光柵溫度傳感器探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示:本發(fā)明的光纖光柵溫度傳感探頭包括:
光纖光柵封裝套管2，光纖光柵和導(dǎo)熱保護(hù)套管3，其中光纖光柵由柵區(qū)I和尾部光纖7構(gòu)成，光纖光柵的柵區(qū)I封裝于光纖光柵封裝套管2內(nèi)，有尾部光纖的一側(cè)與光纖光柵封裝套管2的端部粘結(jié)固定，另一側(cè)懸空，處于自由狀態(tài)；導(dǎo)熱保護(hù)套管3的兩端固定有夾持端4，光纖光柵封裝套管2的兩端分別固定于夾持端4上，光纖光柵的尾部光纖7穿過(guò)所述夾持端4 ;光纖光柵尾部光纖7外設(shè)有尾部保護(hù)套管6，尾部保護(hù)套管6的一端固定在導(dǎo)熱保護(hù)套管3的端部。
[0019]光纖光柵封裝套管2的由金屬銅制成。
[0020]導(dǎo)熱保護(hù)套管3的材料為陶瓷。
[0021]光纖光柵由石英玻璃制成。
[0022]夾持端4由耐高溫絕緣材料制成，如ABS塑料或硅橡膠。
[0023]尾部保護(hù)套管6由ABS塑料或硅橡膠制成。
[0024]光纖光柵封裝套管2的內(nèi)徑與光纖光柵的外徑幾乎相同,相差在0.5mm以內(nèi)。
[0025]制作本發(fā)明的具體實(shí)施方案為:
1、將光纖光柵柵區(qū)I的左端在安全范圍內(nèi)減去多余光纖，將光纖光柵的柵區(qū)I套入光纖光柵封裝套管2內(nèi)，柵區(qū)右端的光纖涂上502膠水5使其粘結(jié)固定于光纖光柵封裝套管2的右端；
2、將夾持端4的圓周邊緣通過(guò)膠粘劑固定于保護(hù)導(dǎo)熱套管3的兩端；
3、將光纖光柵封裝套管2穿過(guò)夾持端4，并用膠粘劑將其牢牢固定于保護(hù)導(dǎo)熱套管內(nèi)，并且給予相應(yīng)的環(huán)境使其完全固化；
4、光纖光柵右端的光纖7穿過(guò)夾持端4，用膠粘劑將尾部保護(hù)套管6固定于保護(hù)導(dǎo)熱套管3的右端用于保護(hù)尾部光纖7。
[0026]盡管上文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于此，其他技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所做的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，包括: 光纖光柵封裝套管，光纖光柵和導(dǎo)熱保護(hù)套管，所述光纖光柵由柵區(qū)和尾部光纖構(gòu)成，所述光纖光柵的柵區(qū)封裝于光纖光柵封裝套管內(nèi)，有尾部光纖的一側(cè)與光纖光柵封裝套管的端部粘結(jié)固定，另一側(cè)懸空；所述導(dǎo)熱保護(hù)套管的兩端固定有夾持端，所述光纖光柵封裝套管的兩端分別固定于夾持端上，光纖光柵的尾部光纖穿過(guò)所述夾持端；所述光纖光柵尾部光纖外設(shè)有尾部保護(hù)套管，所述尾部保護(hù)套管的一端固定在導(dǎo)熱保護(hù)套管的端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述光纖光柵封裝套管的由金屬銅制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述導(dǎo)熱保護(hù)套管的材料為陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述光纖光柵由石英玻璃制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述夾持端由耐高溫絕緣材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述耐高溫絕緣材料為ABS塑料或硅橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述尾部保護(hù)套管由ABS塑料或硅橡膠制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖光柵溫度傳感器探頭，其特征在于，所述光纖光柵封裝套管內(nèi)徑與光纖光柵外徑的差值范圍小于0.5mm。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK103557959SQ201310538199
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】劉建, 黃奇峰, 王忠東, 徐晴, 范潔, 蔡奇新, 曾捷 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司, 南京航空航天大學(xué)