CN2706738Y - 光纤光栅裸式封装应变传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种光纤光栅裸式封装应变传感器。它包括光纤光栅，它还包括基片，基片上有一镂空区，光纤光栅设置与镂空区内，在基片的两侧设置贴片，贴片与基片的非镂空区之间有粘接剂层。本实用新型具有结构简单，成本低廉；粘贴方便；应变监测精度高；抗电磁干扰、抗潮湿、耐腐蚀等优点。
Description
(一)、所属领域
本实用新型涉及的是一种传感器，具体地说是一种适用于应变测量的应变测量应变传感器。
(二)、背景技术
1978年Hill等人发现含锗光纤具有光敏性并研制出世界上第一根光纤光栅。1989年Meltz等人报道了利用紫外线侧写入技术制造光纤光栅，大大地提高了光纤光栅的写入效率。1993年Hill等人利用相位掩模法侧写入光栅进一步提高了光纤光栅写入效率。人们利用这一技术可以方便地制作各种常数的光纤光栅，使得成本大大降低，为其广泛应用奠定了基础。1989年Morey等人报道了光纤光栅温度、应变及静水压力传感特性，从此光纤光栅在传感领域的应用引起了人们的广泛重视。作为一种新型的结构智能传感元件，光纤光栅诸多优点，如：不受电磁干扰、不受潮湿环境影响、寿命长、可实现准分布、体积小、质量轻、频带宽、信号衰减小，使其成为替代传统电阻应变计的传感器首选。
由于光纤光栅非常纤细，外径约为125微米左右，其主要成分是SiO2，抗剪能力很差，特别脆弱。难以在土木工程施工的恶劣环境下存活，必须采取有效封装措施进行保护。
为解决上述问题，目前有多种光纤光栅封装技术。但是在封装的同时，封装材料被引入到光纤光栅传感的应变传递中。即在结构与光纤光栅之间，除粘结剂以外又引入了其他材料。这将增加传感问题的复杂程度。
(三)、发明内容
本实用新型的目的在于提供一种既可以起到封装作用，又可以方便现场粘贴安装同时又能够排除封装材料的干扰的光纤光栅裸式封装应变传感器。
本实用新型的目的设这样实现的：它包括光纤光栅，它还包括基片，基片上有一镂空区，光纤光栅设置与镂空区内，在基片的两侧设置贴片，贴片与基片的非镂空区之间有粘接剂层。
本实用新型还可以包括这样一些结构特征：
1、基片的镂空区的两端开有套槽，光纤光栅的两端固定在套槽内。
2、光纤光栅的端连接有铠装光栅。
3、光纤光栅悬空于镂空区内。
本实用新型的光纤光栅是悬空在镂空区的，在粘贴本实用新型传感器时，首先将基片上下表面的贴片揭下，然后利用基片上的粘接剂层的粘性直接将其粘结在测点处，最后在镂空区灌注树脂类胶，制作防腐层。利用基片可以便捷地将之直接粘贴在结构表面，两者之间没有封装介质材料。所以具有结构简单，成本低廉；粘贴方便；应变监测精度高；抗电磁干扰、抗潮湿、耐腐蚀等优点。
本实用新型的传感特性为：
Δλ/λ＝Kεε+KTΔT
式中，Kε为应变计应变传感灵敏系数；KT为应变计温度传感灵敏系数，它们可以通过标定试验得到。利用光纤光栅解调仪便可通过对布拉格波长λ的测量实现对应变的测量。在传感器的两端均引出传输段单模光纤，便于串连达到准分布式测量的目的。
本实用新型具有以下优点：1、适于产业化生产，结构简单，成本较低；2、应变监测精度高，裸式封装可以保证应变最大限度地传递；3、由于封装结构的特点，可以方便地进行粘贴与耐久性保护；4、可以根据实际情况作出双面引线出头，通过串连形成准分布式传感网络从而实现多点单线测量或应变与温度的同时测量。
(四)、附图说明
图1是本实用新型的最佳实施方案的结构示意图；
图2是贴片的结构示意图。
(五)、具体实施方案
下面结合附图对本实用新型做详细的描述：
光纤光栅裸式封装应变传感器的结构组成包括光纤光栅1、基片2和贴片3。基片上有一镂空区4，光纤光栅设置与镂空区内，两端固定，保持光纤光栅悬空于镂空区内。在基片的两侧设置贴片，贴片与基片的非镂空区之间有粘接剂层。在光纤光栅的两端均引出传输段单模光纤，即可进行测量。
本实用新型的第二种实施方案是在基片的镂空区的两端开有套槽5，光纤光栅的两端固定在套槽内。基片表面设置套槽的目的是牢固固定光纤。
本实用新型的第三种实施方案是光纤光栅的端连接有铠装光栅6。可以根据实际情况作出双面引线出头，通过串连形成准分布式传感网络从而实现多点单线测量或应变与温度的同时测量。
Claims (5)
1、一种光纤光栅裸式封装应变传感器，它包括光纤光栅，其特征是：它还包括基片，基片上有一镂空区，光纤光栅设置与镂空区内，在基片的两侧设置贴片，贴片与基片的非镂空区之间有粘接剂层。
2、根据权利要求1所述的光纤光栅裸式封装应变传感器，其特征是：基片的镂空区的两端开有套槽，光纤光栅的两端固定在套槽内。
3、根据权利要求1或2所述的光纤光栅裸式封装应变传感器，其特征是：光纤光栅的端连接有铠装光栅。
4、根据权利要求1或2所述的光纤光栅裸式封装应变传感器，其特征是：光纤光栅悬空于镂空区内。
5、根据权利要求3所述的光纤光栅裸式封装应变传感器，其特征是：光纤光栅悬空于镂空区内。
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2004
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