CN200952964Y - 无外力影响光纤光栅温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种无外力影响光纤光栅温度传感器。它包括粗金属管，在粗金属管中套有细金属半管，细金属半管的长度小于粗金属管的长度，细金属半管的一端与粗金属管之间粘接，在粗金属管及细金属半管中有光纤光栅及与光纤光栅的两端连接有传输光纤，光纤与粗金属管、细金属半管之间有粘结点，两粘结点之间的光纤呈弯起状，粗金属管的两端封闭、其中注有热的良导体。本实用新型在不改变光纤光栅温度传感特性的同时，利用粘结点和它们之间的弯起，从根本上隔离了外力对光纤光栅的影响，提高了传感器的可靠性。结构简单，安装方便，具有本质防爆，抗电磁干扰，可分布式测量，传输距离远，长期稳定性好，耐久性好等优点。
Description
所属领域
本实用新型涉及一种基于光纤光栅的温度传感器，尤其是一种不受外力影响的光纤光栅温度传感器，属于光纤光栅传感技术领域。
背景技术
基于光纤光栅传感器的传感过程是通过外界参量对布喇格中心波长的调制来获取传感信息的，这是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅是一种性能优良的温度传感元件，无论在技术成熟度，还是成本上都已经取得了实质的突破。光纤光栅用于温度传感的主要优点体现在：抗干扰能力强，不受电磁场干扰，也不影响外界电磁场；电绝缘性好；耐久性好；质量轻、体积小、对结构影响小、易于布置；抗潮湿；既可以实现点测量，也可以实现分布式测量；绝对测量；节省线路，只用一根线就可以传送结构状态信号；信号、数据可多路传输，便于与计算机连接；单位长度上信号衰减小；灵敏度高，精度高；频带宽，信噪比高等。因此，光纤光栅技术有着广阔的应用前景。考虑到裸光纤光栅特别脆弱，尤其是抗剪能力很差，直接将其作为温度传感器无法胜任传感器布设以及恶劣的服役环境，因此，对裸光纤光栅进行封装处理，是将光纤光栅作为温度传感器推广应用的一个必然环节。
温度监测必须保证温度传感器充分接触被测对象，由于温度和应变都能引起光纤光栅波长的变化，因此要保证温度传感器的传感特性不受外力和被测对象的热膨胀或应力场所制约，否则温度传感器无法正确地反应被测对象的温度信息。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以保证在传感器结构破坏前所测温度值完全不受外力的影响，从根本上解决了外力对温度传感器的影响的无外力影响光纤光栅温度传感器。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括粗金属管，在粗金属管中套有细金属半管，细金属半管的长度小于粗金属管的长度，细金属半管的一端与粗金属管之间粘接，在粗金属管及细金属半管中有光纤光栅及与光纤光栅的两端连接有传输光纤，光纤与粗金属管、细金属半管之间有粘结点，两粘结点之间的光纤呈弯起状，粗金属管的两端封闭、其中注有热的良导体。
本实用新型还可以包括：
1、细金属半管的长度是粗金属管的长度的2/3，细金属半管的外径等于粗金属管的内径。
2、光纤与粗金属管、细金属半管之间有粘结点有4个，光纤光栅有3个呈弯起状部位。
3、光纤光栅处在第二弯起状部位，光纤的弯起状部位与粗金属管内壁不接触，第一弯起状部位的弯起曲率大于其它弯起状部位的曲率。
本实用新型即可用于原型封装，也可用于增敏封装，并且只要适当增大封装结构的尺寸，可以保证在传感器结构破坏前所测温度值完全不受外力的影响，从根本上解决了外力对温度传感器的影响。
本实用新型在外层的粗金属管内套细金属半管，其中细金属半管是指沿细金属管的长度方向从正中间切开取其一半，通过粘结使细金属半管和粗金属管在一端固定，把光纤光栅及其传输光纤分别与细金属半管的凹槽和粗金属管进行粘结，形成四个粘结点和三个弯起，光纤光栅处在中间弯起，在金属管内注入热的良导体。此时光纤光栅的温度传感特性不受影响，当外力作用在传感器本身时，作用力由外层的粗金属管承担，当外力作用在传输光缆时，作用力由四个粘结点承担，变形量由三个弯起承担，达到了不受外力影响、可靠测量温度的目的。
本实用新型的有益效果是，使光纤光栅温度传感器的波长变化只对温度敏感，不受外力影响，可靠地获得温度信息，结构简单。
附图说明
附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作更详细的描述：
在粗金属管7内设置一个细金属半管6，其中细金属半管6的外径等于粗金属管7的内径、长度是粗金属管7的2/3，把传输光纤、粗金属管7和细金属半管6在粘结点1处用胶粘结在一起，细金属半管6能在长度方向自由伸缩，径向不能自由移动。传输光纤与细金属半管6有三个粘结点，分别是粘结点1、粘结点2、粘结点3，每两个粘结点之间的光纤留有一定的弯起，光纤光栅处在第二弯起11的中间，弯起曲率不能过大，防止影响通光率，也不能使光纤光栅9接触到粗金属管7的内壁，第一弯起10在不影响通光率和结构组装的条件下，可以尽量大一些。利用4粘结点把粗金属管7和传输光纤固定在一起，粘结时要留出第三弯起12，弯起要求与第一弯起10的要求相同。
Claims (4)
1.一种无外力影响光纤光栅温度传感器，它包括粗金属管，其特征是：在粗金属管中套有细金属半管，细金属半管的长度小于粗金属管的长度，细金属半管的一端与粗金属管之间粘接，在粗金属管及细金属半管中有光纤光栅及与光纤光栅的两端连接有传输光纤，光纤与粗金属管、细金属半管之间有粘结点，两粘结点之间的光纤呈弯起状，粗金属管的两端封闭、其中注有热的良导体。
2、根据权利要求1所述的无外力影响光纤光栅温度传感器，其特征是：细金属半管的长度是粗金属管的长度的2/3，细金属半管的外径等于粗金属管的内径。
3、根据权利要求1或2所述的无外力影响光纤光栅温度传感器，其特征是：光纤与粗金属管、细金属半管之间有粘结点有4个，光纤光栅有3个呈弯起状部位。
4、根据权利要求3所述的无外力影响光纤光栅温度传感器，其特征是：光纤光栅处在第二弯起状部位，光纤的弯起状部位与粗金属管内壁不接触，第一弯起状部位的弯起曲率大于其它弯起状部位的曲率。
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2006
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