CN2621288Y - 分布式光纤光栅增敏封装温度传感器 - Google Patents

分布式光纤光栅增敏封装温度传感器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及的是一种分布式光纤光栅增敏封装温度传感器。它包括通过真空管吸技术用胶粘剂封装在高热膨胀系数毛细金属管内的光纤光栅，在毛细金属管外设置有封装管，封装管内充填有热传导液体，封装管的两端有胶粘剂封头，光纤光栅的两端伸出封头。本实用新型的装置具有结构简单、布设方便、精度高、耐久性好，既可布设被测对象表面，也可布设结构内部，适应粗放式布设等优点。

Description

分布式光纤光栅增敏封装温度传感器
(一)、所属领域
本实用新型涉及的是一种智能监测传感器。具体地说是一种用于温度监测的分布式光纤光栅增敏封装传感器。
(二)、背景技术
传统的温度传感器不能同时满足稳定性、耐久性、既可粘贴也可埋入、分布式在线数据采集等要求。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：不受电磁场干扰，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；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。温度监测必须保证温度传感器充分接触被测对象，同时还要保证温度传感器的传感特性不为被测对象的热膨胀和应力场所制约，否则温度传感器无法正确地反应被测对象的温度信息。目前报道的光纤光栅传感器是直接将光纤光栅置于被测对象的表面，且多为单点测试，没有充分利用光纤光栅的分布式传感优点，往往为结构对象的温度膨胀和应力场所影响，测试结果难以保证，具有易损、测试不可靠等缺点，未见针对光纤光栅温度传感封装，特别是增敏封装的报导。考虑到裸光纤光栅特别纤细，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。
(三)、发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、布设方便、精度高、耐久性好、既可布设被测对象表面，也可布设结构内部、适应粗放式布设的分布式光纤光栅增敏温度传感器。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括通过真空管吸技术用胶粘剂封装在高热膨胀系数毛细金属管内的光纤光栅，在毛细金属管外设置有封装管，封装管内充填有热传导液体，封装管的两端有胶粘剂封头，光纤光栅的两端伸出封头。本实用新型还可以包括这样一些结构特征：1、在封装管的两端设置有薄壁金属环，薄壁金属环内有结构胶。2、光纤光栅的至少一端带有一段悬空光纤。3、光纤光栅的端部光纤外带有保护层。4、在光纤光栅的两端连接有传输光缆。
本实用新型是一种具有温度增敏效应的分布式光纤光栅封装温度传感器。将光纤光栅预先封装在高热膨胀系数毛细金属管内，利用毛细金属管高热膨胀系数改变光纤光栅的温度敏感系数，达到增敏的目的。封装管起到保护光栅和传输热量的功能，它与结构对象具有较一致的热膨胀系数，以防热膨胀疲劳破坏。热传导液体汞起到快速平衡结构和光纤光栅温度的目的。两端均连接有传输光缆，便于多个传感器的分布式串连，实现分布式测量，降低传输线路。同时考虑传感器粗放式布设和监测结构内部温度变化的需要，传感器的两头均采用薄壁金属环和结构胶。本实用新型充分利用了金属材料的热传导特性和高强度特性、光纤光栅的分布式传感特性和胶粘剂的耐久性特性，具有结构紧凑、体积小、布设方便、分布式传感、精度高、耐久性好、既可粘贴也可埋入结构等优点。
(四)、附图说明
附图是本实用新型的结构示意图。
(五)、具体实施方案
下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：
分布式光纤光栅增敏封装温度传感器的组成包括通过真空管吸技术用胶粘剂3封装在高热膨胀系数毛细金属管6内的光纤光栅7，光纤光栅的两端连接有传输光缆4，在毛细金属管外设置有封装管5，封装管内充填有热传导液体11，封装管的两端有将封装管和传输光缆封装成一体的胶粘剂2。其中的封装管可以是金属管或者是玻璃管；热传导液体可以选用汞。
本实用新型的第二种实施方案是在第一种实施方案的基础上，在封装管的两端设置有薄壁金属环10，薄壁金属环与传输光缆之间有结构胶1。这样可以起到更加良好的加固和防水作用。
本实用新型的第三种实施方案是在第一、二种实施方案的基础上，在毛细金属管中的光纤光栅的至少一端与传输光缆之间有一段悬空光纤8。以及在光纤与传输光缆相连接处的光纤外带有保护层9。这样可以保证毛细金属管可以自由伸缩。

Claims (9)

1、一种分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，它包括通过真空管吸技术用胶粘剂封装在高热膨胀系数毛细金属管内的光纤光栅，其特征是：在毛细金属管外设置有封装管，封装管内充填有热传导液体，封装管的两端有胶粘剂封头，光纤光栅的两端伸出封头。
2、根据权利要求1所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：在封装管的两端设置有薄壁金属环，薄壁金属环内有结构胶。
3、根据权利要求1或2所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：光纤光栅的至少一端带有一段悬空光纤。
4、根据权利要求1或2所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：光纤光栅的端部光纤外带有保护层。
5、根据权利要求3所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：光纤光栅的端部光纤外带有保护层。
6、根据权利要求1或2所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：在光线光纤的两端连接有传输光缆。
7、根据权利要求3所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：在光线光纤的两端连接有传输光缆。
8、根据权利要求4所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：在光线光纤的两端连接有传输光缆。
9、根据权利要求5所述的分布式光纤光栅增敏封装温度传感器，其特征是：在光线光纤的两端连接有传输光缆。
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