CN103512677B - 一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器 - Google Patents

Abstract

一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，由封孔塞、温度传感基体、光纤光栅、塑料封装体、安装孔、尾纤和光纤绝缘保护管构成。可利用一根扎带穿过安装孔，将传感器牢靠固定在待测物体上，并使传感器安装面紧贴在待测物体上。这样，待测物体的温度变化，通过温度传感基体传导给光纤光栅，通过探测光纤光栅的中心反射波长的移动量，即可计算得到待测物体的温度变化信息。这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器具有结构简单，安装方便、可靠，导热速度快等诸多优点。

Description

一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器

技术领域：

本发明涉及光纤传感技术以及高压电力技术领域，尤其涉及一种带安装孔的光纤光栅温度传感器。

背景技术：

现代工业中，尤其是在高压电力工业领域中，设备运行温度的升降反映了设备许多物理特征和运行状态的变化，因此，对设备温度进行实时监测具有非常重要的意义。近年来，由于光纤光栅传感技术具有不受电磁干扰、抗雷击、抗腐蚀、防爆、防潮、测量精度高、可靠性好、可实现准分布式测量、传输距离远等诸多优点，所以，基于光纤光栅传感技术的测温系统已经发展成为目前最有效、最可靠的温度在线监测系统，正在逐步在电力行业中推广和普及。应用最为典型的是利用单端光纤光栅温度传感器测量电力开关柜动、静触点的温度，应用案例日益增多。目前，市场上出现了多种应用于电力开关柜动、静触点温度监测的单端光纤光栅温度传感器，先在传感器的安装面涂抹环氧胶，再利用扎带捆扎在待测物体上，利用环氧胶将传感器粘接在待测物体表面，然而遗憾的是经常由于扎带松弛，在环氧胶还没有完全固化的时候，导致单端光纤光栅温度传感器从扎带中脱落出来，无法起到温度测量作用，而重新安装，需要整个变电站停电才可进行，会造成较大经济损失和不良的社会影响。为克服这一技术难题，本发明公布了一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，来解决现有技术中单端光纤光栅温度传感器在电力设备中安装易脱落的技术问题。

本发明所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器由一个封孔塞、一个温度传感基体、一个光纤光栅、一个塑料封装体、一个安装孔、一个尾纤和一个光纤绝缘保护管构成。其中，温度传感基体是由导热陶瓷材料或者金属材料加工制成的，主要由塞孔、光纤光栅封装孔、传感器安装面、光纤固定处、保护管固定孔五部分组成；所述的封孔塞在所述的塞孔处，将所述的光纤光栅封装孔封住；所述的光纤光栅穿入到所述的光纤光栅封装孔中，并所述光纤光栅的尾纤粘接在所述的光纤固定处；所述的尾纤穿入到所述的光纤绝缘保护管中，并将所述的绝缘保护管固定在所述的保护管固定孔中；所述的塑料封装体由塑料注塑完成，紧紧包裹在所述的温度传感基体和所述的光纤绝缘保护管上；所述的安装孔在所述的光纤固定处上方的所述的塑料封装体中，是在注塑过程中形成的。

本发明所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器制作的基本操作步骤如下：1)将所述的封孔塞通过环氧胶粘接在所述的温度传感基体上的所述的塞孔中；2)所述的光纤光栅截掉一端的尾纤，并将其穿入到所述的温度传感基体的所述的光纤光栅封装孔中，而另一端的尾纤利用环氧胶粘接等现有技术固定在所述的温度传感基体上的所述的光纤固定处；3)所述的尾纤穿入到所述的光纤绝缘保护管中，而所述的光纤绝缘保护管利用环氧胶粘接等现有技术固定在所述的温度传感基体的所述的保护管固定孔中；4)用环氧胶将所述的光纤固定处两侧所述的光纤光栅封装孔和所述的保护管固定孔封堵上；5)根据设计图纸制作传感器封装模具；6)将装有所述的光纤光栅和所述的光纤绝缘套管的所述的温度传感基体放入到传感器封装模具中，并固定好；7)开启注塑机，将塑料材料注入到模具中成型，形成所述的塑料封装体，使其紧紧包裹在所述的温度传感基体和所述的光纤绝缘套管上，并在所述的塑料封装体上形成所述的安装孔。

进一步的，所述的温度传感基体可以是导热陶瓷材料、或者金属材料的一种；

进一步的，所述的安装孔可以是长方形孔、或者圆形孔、或者椭圆形孔、或者多边形孔的一种；

进一步的，所述的安装孔可以通过塑料模具注塑成型或者机械加工技术加工完成；

进一步的，所述的光纤绝缘保护管是硅橡胶管、或者绝缘塑料管(例如：聚四氟乙烯、铁氟龙)的一种。

本发明的工作原理是：本发明所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，利用一根扎带穿过所述的安装孔，将所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器牢靠固定在待测物体上，并使所述的传感器安装面紧贴在待测物体上。这样，待测物体的温度变化，通过所述的温度传感基体传导给所述的光纤光栅，引起所述的光纤光栅中心反射波长的移动，通过探测所述的光纤光栅的中心反射波长的移动量，即可计算得到待测物体的温度变化信息。

本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的，主要体现在以下几个方面：

(1)利用穿过所述的安装孔扎带可以将所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器牢靠地固定在待测物体表面，不会因扎带松弛导致传感器脱落；

(2)利用所述的安装孔，可以加快传感器现场安装的速度，提高工作效率，缩短电力设备的停电时间；

(3)所述的温度传感基体为导热陶瓷或者金属材料，导热性能好，而所述的塑料封装体导热性能差，这样，所述的温度传感基体与待测物体紧贴在一起时，所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器的响应速度更快。

附图说明：

图1是本发明的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器的结构示意图。

图中，1-封孔塞、2-温度传感基体、3-光纤光栅、4-塑料封装体、5-安装孔、6-尾纤、7-光纤绝缘保护管。

图2是温度传感基体的结构示意图。

图中，2.1-塞孔、2.2-光纤光栅封装孔、2.3-传感器安装面、2.4-光纤固定处、2.5-保护管固定孔。

具体实施方式：

实施例1：

下面结合附图1和附图2对本发明的具体实施作详细说明：

本发明所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器由一个封孔塞1、一个温度传感基体2、一个光纤光栅3、一个塑料封装体4、一个安装孔5、一个尾纤6和一个光纤绝缘保护管7构成。其中，所述的温度传感基体2是由导热陶瓷材料或者金属材料制成的，主要由塞孔2.1、光纤光栅封装孔2.2、传感器安装面2.3、光纤固定处2.4、保护管固定孔2.5五部分组成。

具体地，本实施例的制作过程是：

1)先将所述的封孔塞1通过环氧胶粘接、机械安装等现有技术固定在所述的温度传感基体2的所述的塞孔2.1中；

2)将所述的光纤光栅3的一端的尾纤剪掉，另一端尾纤保留，即为所述的尾纤6；

3)将所述的光纤光栅3穿入到所述的温度传感基体2的所述的光纤光栅封装孔2.2中，而将所述的尾纤6利用环氧胶粘接等现有技术固定在所述的光纤固定处2.4；

4)将所述的尾纤6穿入到所述的光纤绝缘保护管7中，而所述的光纤绝缘保护管7利用环氧胶粘接等现有技术固定在所述的保护管固定孔2.5中；

5)用环氧胶将所述的光纤固定处2.4两侧所述的光纤光栅封装孔2.2和所述的保护管固定孔2.5封堵上；

6)根据设计图纸制作传感器封装模具；

7)将装有所述的光纤光栅3和所述的光纤绝缘套管7的所述的温度传感基体2放入到传感器封装模具中，并固定好；

8)开启注塑机，将塑料材料注入到模具中成型，形成所述的塑料封装体4，使其紧紧包裹在所述的温度传感基体2和所述的光纤绝缘套管7上，并在所述的塑料封装体4上形成所述的安装孔5。

本实施例的工作过程是：本发明所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，利用一根扎带穿过所述的安装孔5，将所述的这种带安装孔的光纤光栅温度传感器牢靠固定在待测物体上，并使所述的传感器安装面2.3紧贴在待测物体上。这样，待测物体的温度变化，通过所述的温度传感基体2传导给所述的光纤光栅3，引起所述的光纤光栅3中心反射波长的移动，通过探测所述的光纤光栅3的中心反射波长的移动量，即可计算得到待测物体的温度变化信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例之一，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，由一个封孔塞、一个温度传感基体、一个光纤光栅、一个塑料封装体、一个安装孔、一个尾纤和一个光纤绝缘保护管构成，其特征在于：

所述的温度传感基体是由导热陶瓷材料或者金属材料加工制成的，主要由塞孔、光纤光栅封装孔、传感器安装面、光纤固定处、保护管固定孔五部分组成；所述的封孔塞在所述的塞孔处，将所述的光纤光栅封装孔封住；所述的光纤光栅穿入到所述的光纤光栅封装孔中，并将所述光纤光栅的尾纤粘接在所述的光纤固定处；所述的尾纤穿入到所述的光纤绝缘保护管中，并将所述的绝缘保护管固定在所述的保护管固定孔中；所述的塑料封装体由塑料注塑完成，紧紧包裹在所述的温度传感基体和所述的光纤绝缘保护管上；所述的安装孔在所述的光纤固定处上方的所述的塑料封装体中，是在注塑过程中形成的。

2.如权利要求1所述的带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，其进一步特征在于：利用穿过所述的安装孔的扎带可以将所述的这种带安装孔的单端光纤光栅温度传感器牢靠地固定在待测物体表面，不会因扎带松弛导致传感器脱落。

3.如权利要求1所述的带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，其进一步特征在于：所述的安装孔是圆形孔、或者椭圆形孔、或者多边形孔的一种。

4.如权利要求1所述的带安装孔的单端光纤光栅温度传感器，其进一步特征在于：所述的光纤绝缘保护管是硅橡胶管、或者绝缘塑料管的一种。