专利名称：一种光纤光栅传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可用于温度及应变测试的光纤光栅传感器。
背景技术：
光纤光栅对温度及应变等较为敏感，当温度或应变变化时，光纤光栅的中心反射波长随之发生相应变化，则光纤光栅的反射信号带有周围环境温度或应变的信息，则根据光纤光栅的反射信号可以进行高精度温度或应变测量，从而监测环境温度或应变的变化。光纤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。光纤布拉格光栅温度传感器除了具有一般光纤传感器的优点外，还具有可级联作多点分布测量的优点，即可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，这样，可准确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。在实际应用中，裸光纤光栅非常脆弱，未作任何防护的光纤光栅温度传感器容易因外力挤压等而遭到破坏，同时，光纤光栅还存在一定的温度-应变交叉敏感性，在进行精确温度测量时，必须屏蔽外界应变引起的光纤光栅布拉格波长的变化，因此需要合理的封装结构来对其进行封装保护以及温度增敏，从而使其可以可靠地应用在测温区域。而针对目前高压环境下的测温传感器的封装结构，大体上是用密封胶直接将光纤光栅封堵在一个密闭的孔洞中，从而形成一个测温体。该种密封方法存在的缺陷是采用密封胶水对光纤光栅进行封装时，胶水是高温固化的，此时，胶水是液态的，液态胶水具有流动性，极易造成对光纤光栅等其它器件的污染或破坏传感器的美观度；而胶水在高温完全固化前，由于其受热，分子运动加剧，毛细现象突出。同时，光纤光栅易被密封胶水污染，从而使得光纤光栅的测温灵敏度大大受到影响；同时，封装时很难控制胶水的合理用量，用量多则传感器损坏，用量少则传感器密封性差；且密封强度不高。
实用新型内容本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种可以很好地控制传感器封装时的胶水用量及胶水的流通渠道的光纤光栅传感器。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种光纤光栅传感器，包括底座，所述底座上设置用于放置光纤光栅的光栅区和用于点胶的点胶区；在所述点胶区内点胶以固定与所述光纤光栅相连的尾纤。进一步，所述光栅区与点胶区通过连通通道连通。进一步，所述连通通道为孔或槽。[0015]进一步，所述连通通道横向尺寸与所述光纤光栅/光纤光栅尾纤直径相匹配。进一步，所述点胶区内设置有用于衡量胶水用量的标志物。进一步，所述标志物为设置在点胶区侧壁上的凹槽或标记线或突起物；或为设置在点胶区底面的突起物。进一步，所述光纤光栅传感器为单端或双端结构。作为优选，所述点胶区侧壁各面相接处为弧状结构。作为优选，所述光栅区侧壁各面相接处为弧状结构。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果1、弧状结构的设计，使得点胶区内胶水的表面张力比较均勻，胶水基本不会沿着点胶区的侧壁爬升，从而有效减轻了胶水的毛细现象；2、由于点胶区内设置有用于衡量胶水用量的标志物，则胶水用量可以得到准确的控制，避免了在每次封装时，都需要精确控制胶水用量，提高了点胶效率；3、由于有效控制胶水的用量，使得产品封装时不会有多余的胶水溢出至传感器结构之外，使得用胶水封装后的光纤光栅传感器比较美观，有效提高了产品封装合格率，降低了成本；4、光纤光栅传感器产品封装工具简单，可以较容易的实现批量化生产。
图1为实施例1中的光纤光栅传感器结构示意图；图2为实施例2中的光纤光栅传感器结构示意图；图3为实施例3中的光纤光栅传感器点胶区剖面图；图4为实施例4中的光纤光栅传感器结构示意图；图5为实施例4中的突起物设置在光纤光栅传感器点胶区内壁上的某处时的剖面示意图；图6为实施例4中的突起物设置在光纤光栅传感器点胶区沿内壁一周的剖面示意图；图7为实施例5中的光纤光栅传感器点胶区剖面图；图8为实施例6中的光纤光栅传感器点胶区剖面图；图9为实施例7中的光纤光栅传感器点胶区剖面图。
具体实施方式
以下实施例对本实用新型的结构、功能和应用等情况做了进一步的说明，是本实用新型几种比较好的应用形式，但是本实用新型的范围并不局限在以下的实施例。实施例1请参阅图1，一种光纤光栅传感器，包括底座1和盖子2，所述底座1上设置用于放置光纤光栅的光栅区3和用于点胶的点胶区4;本实施例的传感器为单端结构，光纤光栅的
一端悬空，另一端与尾纤相连；所述底座1材料为耐高压材质，可用在现有高压开关柜、高压触头等高压设备上。将光纤光栅的悬空端悬空放置在光栅区3内，用高温固化胶将与所述光纤光栅相连的尾纤固定在点胶区4内，则光纤光栅即被安装在了光栅区3内，排除了应变等信息对光纤光栅传感器的干扰。优选的，将所述点胶区4的横截面设置为类似矩形的空腔，空腔侧壁各面相接处为弧状结构6 ；在点胶区4侧壁各面的相接处设置弧状结构，使得点胶区4内胶水的表面张力均勻，胶水基本不会沿着点胶区的侧壁向上走，有效减轻了毛细现象。本实施例光纤光栅传感器的封装过程如下将光纤光栅外面穿过一种披护保护管，将光纤光栅的悬空端放置在光栅区3内， 与光纤光栅相连的尾纤放置在点胶区4内；向点胶区4内点入高温固化胶，将放在点胶区4 中的尾纤部分及松套管用高温固化胶完全浸没，并伴随温度的升高不断的点入少量高温固化胶，直至使用的高温固化胶达到需求量，即将光纤光栅的尾纤固定在点胶区4内；然后再用盖子2将光纤光栅封闭起来，完成光纤光栅的封装。实施例2请参阅图2，一种光纤光栅传感器，与实施例1所述的光纤光栅传感器不同的是所述光栅区3与点胶区4通过连通通道5相连通，所述连通通道5为孔或槽，只要连通通道5能够将光栅区3和点胶区4相连通，并能供光纤光栅和/或与光纤光栅相连的尾纤穿过或能放置尾纤即可；本实施例连通通道5为槽；与所述光纤光栅相连的尾纤穿过所述槽，放置在点胶区4内；所述槽的横向尺寸大小与所述光纤光栅尾纤的直径相匹配，即槽的横截面为弧状，能够刚好与光纤光栅的尾纤相吻合，或槽的横截面为其他形状，并能够逼近于所述尾纤的横截面，如矩形结构；只要能够使光纤光栅尾纤刚好放置在槽中即可，也就是在点胶区4内点胶时，点胶区4内的胶水基本不能通过槽与光纤光栅尾纤之间的缝隙进入光栅区3 ；从而减轻了点胶区4内的胶水通过槽渗入光栅区3而引起的对光纤光栅的污染；本实施例中所述槽的横截面为弧状；用高温固化胶将光纤光栅尾纤固定在点胶区4内，光纤光栅即被安装在了光栅区 3内，排除了应变等信息对光纤光栅传感器的干扰；所述点胶区4为横截面是类似矩形的空腔，空腔内壁各面相接处为弧状结构6。本实施例光纤光栅传感器的封装过程如下将光纤光栅外面穿过一种披护保护管，将光纤光栅的悬空端放置在光栅区3内， 与光纤光栅相连的尾纤穿过连通光栅区和点胶区的槽放置在点胶区4内；向点胶区4内点入高温固化胶，将放在点胶区4中的尾纤部分及松套管用高温固化胶完全浸没，并伴随温度的升高不断的点入少量高温固化胶，直至使用的高温固化胶达到需求量，即将光纤光栅的尾纤固定在点胶区4内；然后再用盖子2将光纤光栅封闭起来，完成光纤光栅的封装。实施例3请参阅图3，一种光纤光栅传感器，与实施例2所述的光纤光栅传感器不同的是在所述点胶区4的侧壁上设置标志物；所述标志物衡量用于封装光纤光栅的胶水用量；所述标志物为设置在点胶区4侧壁上的凹槽或标记线或突起物；或为设置在点胶区4 底面的突起物；所述标志物的设置高度准则为当向点胶区4内的内部空间点入高温固化胶，胶水刚好达到突起物的高度时，胶水用量刚好满足对光纤光栅的封装要求；[0056]本实施例标志物为设置在点胶区4侧壁上的突起物台阶；所述台阶的台阶面401 与点胶区4的底面平行，台阶面401所在平面将点胶区4的内部空间分成底槽411和溢胶槽421两部分；点胶区4内台阶面401所在平面以下的部分为底槽411，以上的部分为溢胶槽421 ；台阶面401设置在点胶区4内壁的上半部，使得底槽411的高度比溢胶槽421的高
度高；所述底槽411具有固定光纤光栅及其披护层的作用；溢胶槽421具有溢胶功能，当向点胶区4内点入高温固化胶时，可以清楚地看到从底槽411溢出到溢胶槽421中的胶水， 能够很好的判断胶水是否已经满足底槽411胶水用量的需求；进行光纤光栅封装向点胶区4内点入高温固化胶时，将放在点胶区4中的尾纤部分及松套管用高温固化胶完全浸没后，伴随温度的升高不断的点入少量高温固化胶，当高温固化胶由底槽411溢出到溢胶槽421时，此时的胶水用量已经达到胶水的需求量，此时停止向点胶区4内点胶；然后再用盖子2将光纤光栅封闭起来，完成光纤光栅的封装。在点胶时，刚好满足光纤光栅封装需要的胶水用量不易控制若胶水少了，光纤光栅的固定效果会变差；若胶水多了，多的胶水可能溢出点胶区域；使得封装后的光纤光栅传感器的外观很不美观；本实施例，通过设置标记物来辅助控制胶水用量当底槽411内充满胶水后，胶水的用量刚好能够满足光纤光栅封装的需要；点胶时，胶水由底槽411溢出到溢胶槽421时， 立即停止点胶；就可以保证对底槽411内胶水用量的控制，从而保证胶水用量不会过少，也不会过多；同时，仅采用人眼即可看到胶水是否溢出至溢胶槽421，不需要另配其它仪器设备来控制胶水的用量；操作方便。实施例4请参阅图4，一种光纤光栅传感器，与实施例3所述的光纤光栅传感器不同的是1、本实施例的光纤光栅传感器为双端结构，在光栅区3的两端对称设置点胶区4;2、本实施例标志物为设置在点胶区4侧壁上的突起物402，所述突起物402与点胶区4的底面平行；请参阅图5和图6，所述突起物可以设置在侧壁上的某处，也可以沿侧壁一周；本实施例突起物402设置在点胶区4侧壁上的某处；3、光栅区3的侧壁各面的相接处设置弧状结构61 ；由于点胶区4与光栅区3之间设置有用于连通两者内部空间的连通通道，当向点胶区4内点胶时，点胶区4内的胶水可能通过连通通道与光纤光栅尾纤的之间的缝隙进入光栅区3 ；弧状结构61的设置减轻了从点胶区4渗入至光栅区3的胶水的毛细现象。实施例5请参阅图7，一种光纤光栅传感器，与实施例3所述的光纤光栅传感器不同的是本实施例标志物为设置在点胶区侧壁上的标记线403 ；所述标记线403与点胶区4 的底面平行。实施例6请参阅图8，一种光纤光栅传感器，与实施例3所述的光纤光栅传感器不同的是本实施例标志物为设置在点胶区侧壁上的凹槽404 ；所述凹槽404与点胶区4的底面平行；所述凹槽404可以设置在侧壁上的某处，也可以沿侧壁一周；本实施例凹槽404设置在点胶区4侧壁上的某处。实施例7请参阅图9，一种光纤光栅传感器，与实施例3所述的光纤光栅传感器不同的是本实施例标志物为设置在点胶区4底面的突起物405 ；所述突起物405避开穿过槽的尾纤，以避免突起物405给尾纤带来的应变。上述实施方式不应理解为对本实用新型保护范围的限制。本实用新型的关键是 通过向设置的点胶区内点胶的方式固定光纤光栅尾纤以固定光纤光栅，同时，在点胶区侧壁相接处设置弧状结构，减轻了胶水的毛细现象；同时，通过在点胶区内设置标志物来辅助控制胶水用量，提高了点胶效率。在不脱离本实用新型精神的情况下，对本实用新型做出的任何形式的改变均应落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种光纤光栅传感器，包括底座，所述底座上设置用于放置光纤光栅的光栅区和用于点胶的点胶区；在所述点胶区内点胶以固定与所述光纤光栅相连的尾纤。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述光栅区与点胶区通过连通通道连通。
3.根据权利要求2所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述连通通道为孔或槽。
4.根据权利要求2所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述连通通道横向尺寸与所述光纤光栅尾纤直径相匹配。
5.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述点胶区内设置有用于衡量胶水用量的标志物。
6.根据权利要求5所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述标志物为设置在点胶区侧壁上的凹槽或标记线或突起物；或为设置在点胶区底面的突起物。
7.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述光纤光栅传感器为单端或双端结构。
8.根据权利要求1 7任一所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述点胶区侧壁各面相接处为弧状结构。
9.根据权利要求1 7任一所述的光纤光栅传感器，其特征在于所述光栅区侧壁各面相接处为弧状结构。
专利摘要本实用新型涉及一种光纤光栅传感器，包括底座，所述底座上设置用于放置光纤光栅的光栅区和用于点胶的点胶区；在所述点胶区内点胶以固定与所述光纤光栅相连的尾纤。本实用新型具有有效控制胶水用量、封装简便美观等优点。
文档编号G01B11/16GK202057432SQ20112010065
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者孙亚楚, 张艳辉, 李岭, 毕中广, 王东升 申请人:无锡聚光盛世传感网络有限公司, 聚光科技(杭州)股份有限公司