专利名称：一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤传感技术，尤其涉及一种光纤布拉格光栅传感器。
背景技术：
光纤传感技术是随着光导纤维和光纤通信技术的发展而形成的崭新技术。光纤传感器的防火、防爆、精度高、损耗低、体积小、重量轻、寿命长、性价比高、复用性好、响应速度快、抗电磁干扰、频带范围宽、动态范围大、易与光纤传输系统组成遥测网络等优点而被广泛地应用于各行各业。光纤布拉格光栅传感器(Fiber Bragg Grating Sensor, FBG)属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅的传感机制包括应变引起的弹性形变(elastic distortion)和弹光效应(strain-optic effect)，温度引起的热膨胀效应 (thermo expansion effect)和热光效应(thermo-optic effect)，以及磁场引起的法拉第效应(Faraday effect)，基于光纤光栅对温度和应变直接敏感，可制成用于检测应力、应变、温度、压力、振动、位移、加速度、倾角等多种参量的光纤传感器和光纤传感网。FBG是光纤纤芯折射率沿光纤轴向呈周期性变化的一种光栅.目前已有的各类FBG传感器工作原理均可归结为对FBG中心波长
Jls的测量，即通过对由外界扰动引起的Jls漂移量的测量，得到被测参数与光纤纤芯
有效折射率nrff以及光纤光栅长度周期Λ相关，即
若假定温度与应变压力导致的中心波长是相互独立的，忽略光栅中心波长导致的灵敏度系数影响
式中^为光纤光栅应变的灵敏度系数；^Er为光纤光栅温度传感器的灵敏度系
数；J^为光纤光栅压力的灵敏度系数；虹为温度变化值f为应变，AP为压力变化值从式( 中可以看出应变和温度对波长的作用可以看作是独立、线性叠加的.若试验过程中温度变化较小，可忽略温度的影响，则应变ε可表示为关于中心波长线性的变化，以下相同。 各种变量影响波长的方式 a)应变和压力改变中心波长的方式
1、扩大或缩小光栅长度周期
2、产生弹光效应其中轴向应力变化引起的波长漂移公式的系数为
权利要求
1.一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器，包括金属管、布拉格光纤光栅及用于固定布拉格光纤光栅与金属管的粘合物，其特征在于还包括金属底座，所述金属管采用维氏硬度大于80且内径大于0. 3mm、外径小于1mm、内外径之差为0. 3mm的不锈钢管。
2.根据权利要求1所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器，其特征在于所述金属底座有两个且两金属底座间的所述金属管长度大于50mm。
3.根据权利要求1所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器，其特征在于两金属底座间所述金属管长度为80mm。
4.根据权利要求广3任意一项所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器，其特征在于所述金属底座主体的两边呈长方体状，另两对边呈半圆柱体状，所述金属底座在靠近半圆柱体状的两边各有一个用于固定的焊孔，所述金属底座的中心有一个用于插入所述金属管的金属孔，所述焊孔之间的圆心间距为15mm到50mm。
5.根据权利要求4所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器，其特征在于所述金属底座的厚度为4mm、其长方体的两边长度为30mm，半圆柱体的圆直径为10mm，焊孔直径为5mm,金属管孑L 1mm。
6.根据权利要求1所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器的封装方法，其特征在于包括如下步骤1)布拉格光纤光栅穿过金属管，然后将光纤拉直；2)用于固定布拉格光纤光栅与金属管的粘合物将金属管与整个所述光纤光栅固定，所述粘合物均勻的涂抹在整个所述光纤光栅部分，直至覆盖住整个光栅部分。3)等待所述粘合物凝固后，将金属管插入金属底座，并将两者固定。
7.根据权利要求6所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器的封装方法，其特征在于所述金属底座有两个且两金属底座间的所述金属管长度大于50mm。
8.根据权利要求6所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器的封装方法，其特征在于两金属底座间所述金属管长度为80mm。
9.根据权利要求6、任意一项所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器的封装方法，其特征在于所述金属底座主体的两边呈长方体状，另两对边呈半圆柱体状，所述金属底座在靠近半圆柱体状的两边各有一个用于固定的焊孔，所述金属底座的中心有一个用于插入所述金属管的金属孔，所述焊孔之间的圆心间距为15mm到50mm。
10.根据权利要求9所述的一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器的封装方法，其特征在于所述金属底座的厚度为4mm、其长方体的两边长度为30mm，半圆柱体的圆直径为 10mm，焊孔直径为5mm，金属管孔1mm。
全文摘要
本发明公开了一种金属封装的光纤布拉格光栅传感器及其制作方法，通过将通过特定的制作方法将光纤布拉格光栅封装在钢管里面，使得本发明的传感器相对于现有技术提高了应变灵敏度，并且安装方便。
文档编号G01D11/24GK102297706SQ20111013519
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者刘畅, 姚开元, 聂翔宇, 黄堃 申请人:黄堃