专利名称：一种盖板式光纤光栅传感器及其封装方法
一种盖板式光纤光栅传感器及其封装方法技术领域
本发明属于传感器领域，具体涉及一种温度传感器，以及该传感器的生产。
背景技术：
光纤光栅传感器因其测量范围宽、测量精度高、本征绝缘、无源、寿命长的特点，在电力电气设备的温度监测中应用较多，同时其封装方式直接关系传感器稳定、可靠运行，并直接影响被测电力电气设备的可靠性。传统的光纤光栅传感器一般采用金属或陶瓷材料， 采用螺纹、胶粘等单一传感器封装方式，而这类方法在封装传感器核心感温部件——光栅时，容易出现如光栅封装难度大、封装不紧密、不牢靠，随着时间、外力等因素的影响，存在易脱落、生产成品率低等问题，同时，也存在安装调试过程中陶瓷传感器容易破碎，不利于现场实施等问题。因此做出一种封装简易、封闭、成活率高，现场实施简单、不易损坏的可靠传感器，对保证生产效率、系统稳定运行显得尤为重要。为提高厂家生产效率及产品合格率，简化现场施工难度，满足电力电气设备的温度监测的安全、稳定运行要求，将聚酰亚胺材料作为传感器封装保护载体，在对保护载体采用盖板式新型结构设计的基础上，选用工业防水耐温胶进行封装，优化生产工艺及过程的方式，可应用在电力电气设备上一种新型传感器，通过该传感器可准确反映电力电气设备实时运行状态。发明内容
鉴于此，本发明目的在于提供一种成活率高、牢靠、不易损坏、安装施工简单的光纤光栅传感器，同时还提供一种封装效率高的光纤光栅传感器封装方法。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种盖板式光纤光栅传感器，包括光栅和保护套管，所述保护套管内固定设置有跳线和抗拉纤维，保护套管一端固定连接法兰接口，所述保护套管另一端固定连接温度感应盒，该温度感应盒包括传感护槽和封装盖板两部分，光栅封装在温度感应盒中，所述跳线与光栅在温度感应盒内部连接。
优选地，所述传感护槽上设置有卡扣母头，所述封装盖板上设置有卡扣公头。
优选地，所述卡扣母头和卡扣公头上均设置有半圆形凹槽。
优选地，所述半圆形凹槽的直径与保护套管的外径相等。
优选地，所述温度感应盒由聚酰亚胺制成。
优选地，所述法兰接口采用FC/APC接口法兰。
本发明还提供了一种上述的盖板式光纤光栅传感器的封装方法，具体步骤如下a)将抗拉纤维穿过保护套管，在传感护槽、封装盖板的所有接口处均匀涂抹耐温AB胶；b )选取长于保护套管的跳线，并在末端熔接光栅；然后，将跳线穿过已经穿有抗拉纤维的保护套管，将跳线无光栅的一端与法兰接口用耐温AB胶固定，有光栅的一端留出；c)将保护套管卡在卡扣母头的半圆形槽中，将光栅设置在传感护槽中心位置，光栅不能触壁或其他渣滓；d)将封装盖板扣在传感护槽上，然后轻轻正向按压，将卡扣公头和卡扣母头紧扣在一块，清理多余的耐温AB胶，静置30分钟以上。
优选地，所述封装方法的具体步骤如下a)将抗拉纤维穿过长度510mm保护套管，在传感护槽、封装盖板的所有接口处均匀涂抹耐温AB胶；b)选取比保护套管长IOmm的跳线，并在末端熔接长15mm的光栅，使熔接完毕后的跳线和光栅的总长度在530-535_之间；然后，将跳线穿过已经穿有抗拉纤维的保护套管，将跳线无光栅的一端与法兰接口用耐温AB胶固定，有光栅的一端留出；c)将保护套管卡在卡扣母头的半圆形槽中，将光栅设置在传感护槽中心位置，光栅不能触壁或其他渣滓；d)将封装盖板扣在传感护槽上，然后轻轻正向按压，将卡扣公头和卡扣母头紧扣在一块，清理多余的耐温AB胶，静置30分钟以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为I、本发明一种盖板式光栅传感器及其封装方法中的光栅封装在了保护载体即传感护槽、封装盖板中，保护载体采用聚酰亚胺材质，其机械性能、传感器性能、绝缘性能、牢靠性能好，提高了传感器牢固度、数据采集精度及采集速度。
2、本发明保护载体经过防滑、导向、卡扣等特殊机械结构设计，采用公母头卡扣、 胶粘按压双重固定方式，大大提高生产效率和生产成活率，同时也提高了传感器固的牢靠性，不易分解或脱落。
3、本发明传感器整体采用聚酰亚胺材质制作，抗衰、抗压、防水、防火性能导致该传感器现场施工简单、不易损坏、利于施工。
4、本发明光纤输出接口采用FC/APC标准接口，传感器安装更方便，拆换更简单， 方便现场施工。
盖板式光纤光栅传感器米用光纤光栅传感技术，即一种以光为载体、光纤为媒质、 感知和传输外界信号、无源非电的新型传感技术。本传感器采用光纤光栅的布拉格反射原理来感知外界设备的物理值。即当光通过用紫外光的照射光纤形成的空间相位光栅时，光栅反射回的光中心波长信号即可携带外界物理值信息，因具有布拉格光栅中心波长的变化与外界物理值，如温度、压力、引力等呈线性关系，所以通过分析光波长信号即可感知外界设备的物理值。由于光纤本身的绝缘性能，光信号不因电磁环境影响，无源寿命长等特性。 采用盖板式卡扣加胶粘的封装技术，更好地将光栅封装在保护载体中，形成一种标准接口的光纤光栅传感器。
由上可见，本发明解决了传感器生产难度大、效率低、成活率低、安装复杂、不易更换、长时易脱落或易损坏等缺陷，提供了一种可方便、快捷生广、提闻生广效率和质量、带有标准信号接口、易安装更换的盖板式光纤光栅传感器及其制造方法，其降低了生产废品率， 节约了生产成本，提高了安装、调试、更换效率。由于本发明所制造出的盖板式光纤光栅传感器改变了传统传感器材料选择、封装结构，及生产加工方法。本发明生产快捷、效率高效、 安装方便、结构牢靠、美观大方、调试简易、利于拆换，可直接解决传统传感器不牢靠、不稳定引起的安全隐患，对设备及系统运行提供了安全保障，也为国民经济的发展和广大人民群众的生活质量提供保障。该项目最直观的优势在于可以节省人力、财力，是对传统光纤光栅传感器封装形式、材料选型、接口方式以及工程实施等方面的很大的创新。填补了该领域光纤光栅传感器产品的盖板卡扣安装方式的空白。
图I是本发明所述温度感应盒结构示意图。
图2是本发明所述传感护槽结构示意图。
图3是本发明所述封装盖板结构示意图。
图4是本发明所述保护套管和法兰接口结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进行说明。
实施例I参见图I至图4。本实施例所描述的盖板式光纤光栅传感器，包括光栅和保护套管2， 所述保护套管2内固定设置有跳线21和抗拉纤维22，保护套管2 —端固定连接法兰接口 3。跳线21是光纤，即光导纤维，用于传输光信号。法兰接口 3采用FC/APC接口法兰，是传感器信号输出接口。所述保护套管2另一端固定连接温度感应盒1，该温度感应盒I包括传感护槽11和封装盖板12两部分，光栅封装在温度感应盒I中，所述跳线21与光栅在温度感应盒I内部连接。温度感应盒I感知并传递温度给光栅。光栅再将光信号传递给跳线 21。保护套管2为一白色护管。
传感护槽11上设置有卡扣母头110，所述封装盖板12上设置有卡扣公头120。卡扣母头Iio和卡扣公头120上均设置有半圆形凹槽。卡扣母头110和卡扣公头120扣合时， 围成一个圆形通孔，该孔的直径与保护套管2的直径相等。温度感应盒I和保护套管2均由聚酰亚胺制成。
实施例2盖板式光纤光栅传感器的封装方法包括以下四个步骤a)将抗拉纤维22穿过长度510mm保护套管2，在传感护槽11、封装盖板12的所有接口处均匀涂抹耐温AB胶。也即是，在传感护槽11和封装盖板12接触的部位，传感护槽11、封装盖板12和保护套管12接触的部位均涂上耐温AB胶。耐温AB胶具有高触变性、高强度、 高粘接力、耐候性佳、抗冲击及剪切力特强，耐高温度达230度，电绝缘性能优良等特性。
b)选取比保护套管2长IOmm的跳线21，并在末端熔接长15mm的光栅，光栅的栅区长10-15mm。熔接完毕后的跳线21和光栅的总长度在530_535mm之间。然后，将跳线21 穿过已经穿有抗拉纤维22的保护套管2，将跳线21无光栅的一端与法兰接口 3用耐温AB 胶固定，有光栅的一端留出。
c)将保护套管2卡在卡扣母头110的半圆形槽中，将光栅设置在传感护槽11中心位置，光栅不能触壁或其他渣滓。
d)将封装盖板12扣在传感护槽11上，然后轻轻正向按压封装盖板12，将卡扣公头120和卡扣母头110紧扣在一块，清理多余的耐温AB胶，静置30分钟以上。
即完成光栅光纤传感器的封装程序。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种盖板式光纤光栅传感器，包括光栅和保护套管，所述保护套管内固定设置有跳线和抗拉纤维，保护套管一端固定连接法兰接口，其特征在于，所述保护套管另一端固定连接温度感应盒，该温度感应盒包括传感护槽和封装盖板两部分，光栅封装在温度感应盒中， 所述跳线与光栅在温度感应盒内部连接。
2.根据权利要求I所述的盖板式光纤光栅传感器，其特征在于，所述传感护槽上设置有卡扣母头，所述封装盖板上设置有卡扣公头。
3.根据权利要求2所述的盖板式光纤光栅传感器，其特征在于，所述卡扣母头和卡扣公头上均设置有半圆形凹槽。
4.根据权利要求3所述的盖板式光纤光栅传感器，其特征在于，所述半圆形凹槽的直径与保护套管的外径相等。
5.根据权利要求I所述的盖板式光纤光栅传感器，其特征在于，所述温度感应盒由聚酰亚胺制成。
6.根据权利要求I所述的盖板式光纤光栅传感器，其特征在于，所述法兰接口采用FC/ APC接口法兰。
7.—种如以上任一权利要求所述的盖板式光纤光栅传感器的封装方法,其特征在于, 具体步骤如下a)将抗拉纤维穿过保护套管，在传感护槽、封装盖板的所有接口处均匀涂抹耐温AB胶；b )选取长于保护套管的跳线，并在末端熔接光栅；然后，将跳线穿过已经穿有抗拉纤维的保护套管，将跳线无光栅的一端与法兰接口用耐温AB胶固定，有光栅的一端留出；c)将保护套管卡在卡扣母头的半圆形槽中，将光栅设置在传感护槽中心位置，光栅不能触壁或其他渣滓；d)将封装盖板扣在传感护槽上，然后轻轻正向按压，将卡扣公头和卡扣母头紧扣在一块，清理多余的耐温AB胶，静置30分钟以上。
8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，具体步骤如下a)将抗拉纤维穿过长度510mm保护套管，在传感护槽、封装盖板的所有接口处均匀涂抹耐温AB胶；b)选取比保护套管长IOmm的跳线，并在末端熔接长15mm的光栅，使熔接完毕后的跳线和光栅的总长度在530-535_之间；然后，将跳线穿过已经穿有抗拉纤维的保护套管，将跳线无光栅的一端与法兰接口用耐温AB胶固定，有光栅的一端留出；c)将保护套管卡在卡扣母头的半圆形槽中，将光栅设置在传感护槽中心位置，光栅不能触壁或其他渣滓；d)将封装盖板扣在传感护槽上，然后轻轻正向按压，将卡扣公头和卡扣母头紧扣在一块，清理多余的耐温AB胶，静置30分钟以上。全文摘要
本发明公开一种盖板式光纤光栅传感器及其封装方法，该传感器包括光栅和保护套管，保护套管内固定设置有跳线和抗拉纤维。保护套管一端固定连接法兰接口，另一端固定连接温度感应盒。光栅封装在温度感应盒中，跳线与光栅在温度感应盒内部连接。其封装方法包括准备套管、涂抹耐温AB胶，将跳线与光栅熔接，将跳线穿过保护套管，将跳线无光栅的一端与法兰接口固定，将光栅设置在传感护槽中心位置，将封装盖板扣在传感护槽上。与现有技术相比，本产品机械性能、传感器性能、绝缘性能、牢靠性能好，提高了传感器牢固度、数据采集精度及采集速度。本方法大大提高生产效率和生产成活率，同时也提高了传感器固的牢靠性，不易分解或脱落。
文档编号G01K11/32GK102980684SQ20121047866
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者谢光彬, 董振军, 赵军, 邓亚军 申请人:四川省电力公司宜宾电业局, 国家电网公司