CN2697593Y - 光纤布拉格光栅温度传感器 - Google Patents

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韦占雄
黄晓军
陈猛
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Wuxi Bohui Photoelectric Science & Technology Co., Ltd.
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SHANGHAI SYNETOPTICS TECHNOLOGY CORP
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Abstract

一种光纤布拉格光栅温度传感器，包括：一金属物体，在其中的一个面上设有一个凹槽；光纤布拉格光栅，置放于所述的凹槽中；胶粘剂，置于所述的凹槽中，将光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区与金属物体粘接在一起。当温度变化时，金属物体随温度热胀冷缩，致使光纤布拉格光栅的工作波长也随之变化，据此，通过检测光纤布拉格光栅的工作波长，就可测量传感器所处的环境温度。本实用新型具有不受电磁的干扰、体积小、重量轻、传输损耗低、结构简单灵活、便于安装、使用稳定及制作成品率高等特点，可置于物体内部测量，也可于高电压大电流、强电磁场和一些易燃易爆场所等恶劣环境中使用，也可级联作多点温度测量。

Description

光纤布拉格光栅温度传感器
(1)技术领域
本实用新型涉及一种测试温度的传感器，尤其是指通过测试传感器中的光纤布拉格光栅的波长值来测量温度的一种光纤布拉格光栅温度传感器。
(2)背景技术
温度是一个和人们生活环境密切关系的物理量，也是一个在科学试验和生产活动中需要控制的重要物理量，因此，在各种传感器中，温度传感器是应用最广泛的一种。
目前使用的普通的温度传感器种类很多，如热电偶、热电阻、红外温度传感器等等。然而，这些普通的电传感器很难用在一些高电压大电流、强电磁场等恶劣环境和一些易燃易爆场所的温度测量，红外温度传感器也只是测量物体表面的温度。
光纤型的温度传感器具有不受电磁干扰、体积小、重量轻、传输损耗低、结构简单灵活、便于安装等特点，可用于高电压大电流、强电磁场等恶劣环境和一些易燃易爆场所的温度测量，也可置于物体内部测量。但是，目前使用的一般的光纤温度传感器只能作单点测量。
光纤布拉格光栅温度传感器是属于光纤型温度传感器。关于光纤布拉格光栅的结构参见图2，光纤布拉格光栅由光纤布拉格光栅栅区5以及连接于光纤布拉格光栅栅区5两头的光纤布拉格光栅尾纤4组成。光纤布拉格光栅温度传感器除了具备一般光纤传感器的优点外，还具有可级联作多点分布测量(用多个光纤布拉格光栅温度传感器串接后，测量每个光纤布拉格光栅温度传感器所在位置的温度)的优点，这样，可准确的同时测量多个测量点的温度值，此外，光纤布拉格光栅温度传感器还具有测量的波长信号不受光源波动影响等特点，所以，光纤布拉格光栅温度传感器是目前应用场合非常广泛的一种温度传感器。
目前，制作光纤布拉格光栅温度传感器普遍采用的结构：一种是将光纤布拉格光栅近光纤布拉格光栅栅区5两端点的光纤布拉格光栅尾纤4部分(不是尾纤的全部)粘贴在金属物体上，这种方法需要在一定的应力下粘贴光纤布拉格光栅，长期使用，粘贴处不牢固，因此，不利于传感器的长期工作；另一种是将光纤布拉格光栅栅区5放入一金属管内，中间用胶粘剂填充，为了保证测量温度的正确性，需要保证胶粘剂在整个金属管内是均匀一致的，然而用这种方法制作传感器，在实际中不容易做到，所以传感器制作的成品率不高。
(3)实用新型内容
本实用新型的目的是要解决上述现有技术中存在的问题，设计一种不受电磁的干扰、体积小、重量轻、传输损耗低、结构简单灵活、便于安装、使用稳定、制作成品率高以及可级联作多点温度测量的光纤布拉格光栅温度传感器。
本实用新型的目的是这样实现的：一种光纤布拉格光栅温度传感器，包括：
一金属物体，在其中的一个面上设有一个凹槽；至少一根光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区置放于所述的金属物体的凹槽中；胶粘剂，置于所述的金属物体的凹槽中，将所述的光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区与金属物体粘接在一起。
本实用新型的效果：
本实用新型由于是将整个光纤布拉格光栅栅区粘贴到金属物体上，粘贴时光纤布拉格光栅可以是处于无应力的自由状态，也可以在粘贴时对光纤布拉格光栅稍微施加应力，以将光纤布拉格光栅的工作波长调节到所需的波长处，这样既可以调整光纤布拉格光栅的波长，又可以使传感器长期稳定工作。
本实用新型具有不受电磁干扰、体积小、重量轻、传输损耗低、结构简单灵活、便于安装等特点，可置于物体内部测量，也可于高电压大电流、强电磁场和一些易燃易爆场所等恶劣环境中使用，也可级联作多点分布测量，可准确的同时测量多个测量点的温度值。
另外，由于本实用新型中的光纤布拉格光栅是粘贴在金属物体表面的槽中，所以很容易保证粘贴光纤布拉格光栅的胶粘剂在整个槽里是均匀的，从而提高了传感器的制作成品率。
为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细的描述。
(4)附图说明
图1为本实用新型的光纤布拉格光栅温度传感器实施例的结构示意图；
图2为光纤布拉格光栅结构示意图；
图3为本实用新型的光纤布拉格光栅温度传感器的一个实施例的光纤布拉格光栅工作波长与环境温度关系图。
(5)具体实施方式
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
本实用新型是采用胶粘剂将光纤布拉格光栅中的整个光纤布拉格光栅栅区粘贴到一种金属物体表面的技术来制作温度传感器。
参见图1，图1为本实用新型的光纤布拉格光栅温度传感器实施例的结构示意图。
图中主要符号：1为金属物体；2为金属物体上的凹槽；3为粘接光纤布拉格光栅与金属的胶粘剂；4为光纤布拉格光栅尾纤。
本实施例中金属物体1为一金属材料长方体，沿金属物体1的长度方向，在其中的一个面上设有一个凹槽2，所述的光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区5(图2所示)置放于所述的凹槽2中，胶粘剂3置于所述的凹槽2中，将所述的光纤布拉格光栅栅区5与金属物体1粘接在一起，即形成了本实用新型的光纤布拉格光栅温度传感器。
在图1中，粘接于所述的金属物体1的凹槽2内的是光纤布拉格光栅栅区5的全部，露出在所述的凹槽2外的是光纤布拉格光栅尾纤4。
在图1中，所述的金属物体1的凹槽2内粘接的光纤布拉格光栅可以是一根，也可以是二根以上，本实施例中，采用一根。
参见图3，图3为本实用新型的光纤布拉格光栅温度传感器的一个实施例的光纤布拉格光栅工作波长与环境温度的关系图。
图中：横坐标为温度，单位为摄氏度；纵坐标为波长，单位为纳米。
如图3所示，当温度变化时，粘接有光纤布拉格光栅的金属物体1随温度热胀冷缩，致使光纤布拉格光栅的工作波长也随之变化。因此，通过检测光纤布拉格光栅的工作波长，对应图3中的光纤布拉格光栅工作波长与金属物体1的温度关系图，就可测量传感器所处的环境温度。
本实施例中，金属物体1用钢块制成，图3中的光纤布拉格光栅工作波长与环境温度的关系图是在金属物体1用殷钢制作时的传感器的物理性能关系图。
本实用新型实施时，首先在金属物体1上加工一个能放进光纤布拉格光栅中的整个光纤布拉格光栅栅区5的凹槽2，然后将光纤布拉格光栅栅区5全部放在凹槽2内，再用粘接强度高的胶粘剂3将光纤布拉格光栅栅区5与金属物体1粘接成一体，制作成光纤布拉格光栅温度传感器。其中，粘接光纤布拉格光栅栅区5与金属物体1的胶粘剂3是容易均匀分布在整个凹槽2中的，本实施例中胶粘剂3采用环氧树脂。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求书的范围内。

Claims (2)

1、一种光纤布拉格光栅温度传感器，其特征包括：
一金属物体，在其中的一个面上设有一个凹槽；
至少一根光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区置放于所述的金属物体的凹槽中；
胶粘剂，置于所述的金属物体的凹槽中，将所述的光纤布拉格光栅中的光纤布拉格光栅栅区与金属物体粘接在一起。
2、如权利要求1所述的光纤布拉格光栅温度传感器，其特征在于所述的金属物体为一金属材料长方体。
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