一种测量锂电池组温度的光纤传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种测量锂电池组温度的光纤传感器，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括：纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够监测器件工作温度，提高了器件运行的可靠性，为器件的寿命监测提供了可靠依据。
【专利说明】一种测量锂电池组温度的光纤传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光纤传感器，尤指一种可以排除外力用于锂电池组温度测量的光纤传感器。
【背景技术】
[0002]光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒质、感知和传输外界信号的新型传感技术。光纤布拉格光栅传感器是用布拉格光栅作为敏感元件的功能型光纤传感器，其传感原理是利用光纤材料的光敏性，用紫外光的空间干涉条纹在纤芯内形成空间相位光栅，根据外界物理参量对反射布拉格光栅中心波长的影响来反向检测外界物理值。对布拉格光栅中心波长有影响的物理量有两种:温度和应力；并且，布拉格光栅中心波长的变化与温度和应力呈线性关系。
[0003]现有的大规模锂电池储能需要串并联大量的锂电池，大量锂电池单体的串并联使用使得不均衡性对锂电池性能的影响很大。不均衡性的影响很大程度体现在温度上，规模化锂电池由于都是装柜运行，而电池柜的通风通常位于电池柜的上部，通风的不均匀使得不同位置锂电池的温度差异较大，温度高的锂电池会提前退役，从而导致整个电池柜电池的提前退役，对储能系统产生极大的浪费。对温度不均衡性，通过监测锂电池热电温度来防止发热损坏。
[0004]目前对储能锂电池的温度监测普遍采用的是热敏电阻方法，通过在电池组中放热敏电阻，监测相关点的温度变化实现对储能电池的温度监测。但由于现在使用的每个储能电池组是由多个锂电池芯串并联组成，电芯之间的不均衡性是造成电池组老化的主要原因，采用热敏电阻通常只监测整个电池组的某几个点，不是监测每个电芯，通常一个储能电池组的热敏电阻约2-4个，对储能电池组内部温度分布的反映极为有限，远不能满足电芯监测的要求；并且热敏电阻是电信号传感器，容易受电磁环境的干扰；如果个数太多，信号接线也较复杂，在一定程度上限制了热敏电阻方法的应用，所以需要一种更先进的储能电池组测温期间来解决以上问题。
实用新型内容
[0005]为解决以上问题，本实用新型利用光纤传感技术，提出了一种可以进行温度测试的光纤传感器，排除应力对布拉格光栅中心波长的影响，来达到通过温度变化与波长变化的关系进行温度监测的目的。
[0006]为达到上述目的，本实用新型提出了一种测量锂电池组温度的光纤传感器，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括:纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
[0007]进一步的，所述陶瓷管对应剥除的涂覆层处设置有小孔，在所述小孔处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
[0008]进一步的，所述纤芯直径为9um，所述包层外径为125um，所述涂覆层外径为250umo
[0009]进一步的，所述陶瓷管内径为lOOOum，所述陶瓷管外径2000um，所述小孔直径为1000 ?2000um。
[0010]通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够通过监测器件工作温度提高器件运行的可靠性、为器件的寿命监测提供了可靠依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中:
[0012]图1为本实用新型一实施例的光纤传感器的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型一实施例的光纤截面示意图。
[0014]图3为本实用新型一实施例的纤芯及光栅的示意图。
[0015]图4为本实用新型另一实施例的未涂胶时的光纤传感器的结构示意图。
[0016]图5为本实用新型一实施例的光纤传感器制作流程图。
[0017]图6为本实用新型一具体实施例的锂电池组及光纤传感器位置示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
[0019]图1中所示为本实用新型一实施例的光纤传感器的结构示意图。如图1所示，光纤传感器主要包括光纤I和套在光纤I外部陶瓷管2两部分。图2为本实用新型实施例的光纤截面示意图；图3为本实用新型实施例的纤芯及光栅的示意图。结合图2及图3所示，光纤I包括:纤芯11，包层12以及涂覆层13 ;包层12包覆在纤芯11外侧，涂覆层13包覆在包层12外侧,纤芯11内包含有利用紫外激光刻制的光栅14 ;其中,光栅14两头部分的涂覆层13被剥除，在被剥除的涂覆层13处，利用密封胶3将陶瓷管2与光纤I固化密封。在图1中，为了更清楚的说明光栅14与陶瓷管2的位置关系，绘示出了位于密封胶3固化密封内的光纤I的涂覆层13、纤芯11及光栅14部分，未绘示包层12。
[0020]在本发明另一实施例中，如图4所示是未进行密封胶固化密封时的光纤传感器的结构示意图。如图4所示，陶瓷管2在对应剥除的涂覆层13处设置有小孔21 (图中涂覆层13被剥除，露出的是包层12)，小孔21的作用是为了进行密封胶的滴入，以便将陶瓷管2与光纤I进行固化密封。
[0021]在本实用新型的一具体实施例中，纤芯11直径为9um，包层12外径为125um，涂覆层13外径为250um，陶瓷管内径为lOOOum，陶瓷管外径2000um，小孔直径为1000?2000um之间。
[0022]为了更清楚的说明本实用新型，图5为本实用新型一实施例的光纤传感器的制作流程图。如图5所不，
[0023]步骤S501，剥除如图2所示的涂覆层13，在包层12上利用紫外激光刻制制定波长的光栅14，刻制完成后在对光栅14部分采用二次涂覆工艺重新制作涂覆层13。
[0024]步骤S502，将光栅14两头部分的涂覆层13剥除(如图4中所示光纤I)，以使得封装后的光栅14部分不易受应力的影响。
[0025]步骤S503，将陶瓷管2套在光纤I外，如图4所示，使得陶瓷管2可以罩住包含有光栅14的光纤1，并且在对应的涂覆层13剥除处(暴露的是包层12)，将陶瓷管2两头各磨出一个小孔21。
[0026]步骤S504，在陶瓷管2的小孔21处滴入密封胶3，将光纤I和陶瓷管2进行固化密封，制成如图1所示的光纤传感器。
[0027]步骤S505，通过温度循环试验，确定光纤传感器波长变化与温度之间的关系。
[0028]在另一具体实施例中，如图6所示为一锂电池组植入光纤传感器的示意图。图中光纤传感器的陶瓷管2部分设置在电芯之间接触面的结合中心处，以及电极上，总共16个测温点。将上部分电芯之间的测温点用一根6个光纤传感器的光纤I串起，下部分电芯之间的测温点用一根6个光纤传感器的光纤I串起，同时用一根4个光纤传感器的光纤I串起电极上的测温点(图中电极上的4个光纤传感器仅是示意位置)，这样总共有3根光纤I从电池组中引出，通过耦合器合并成一根光纤I接入光栅解调仪即可测量光栅波长。再通过波长与温度之间的计算公式，即可得到相应测点的温度值。
[0029]在上述实施例中，光纤传感器对储能锂电池组的运行没有影响，能为储能电池组的内部温度分布提供实时准确数据，并且不会受到外力影响测试结果，提高了系统运行的可靠性、为储能电池寿命监测提供了可靠依据。
[0030]通过本实用新型实施例的光纤传感器，可以对器件内的温度进行准确测量，在陶瓷管的保护下，防止外力影响测量结果，并且在实际应用中不影响器件的工作；利用上述光纤传感器能够通过监测器件工作温度提高器件运行的可靠性、为器件的寿命监测提供了可靠依据。
[0031]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述光纤传感器包括光纤及套在光纤外部的陶瓷管；其中，所述光纤包括:纤芯、包层及涂覆层；所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层包覆在所述包层外侧，所述纤芯内包含有利用紫外激光刻制的光栅；其中，所述光栅两头部分的涂覆层被剥除，在被剥除的涂覆层处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
2.根据权利要求1所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述陶瓷管对应剥除的涂覆层处设置有小孔，在所述小孔处，利用密封胶将所述陶瓷管与所述光纤固化密封。
3.根据权利要求1所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述纤芯直径为9um,所述包层外径为125um,所述涂覆层外径为250um。
4.根据权利要求2所述的测量锂电池组温度的光纤传感器，其特征在于，所述陶瓷管内径为lOOOum，所述陶瓷管外径2000um，所述小孔直径为1000?2000um。
【文档编号】G01K11/32GK203502141SQ201320659871
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】陈豪, 白恺, 祝翔, 刘辉, 李娜, 李智, 石世前, 张滢 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司, 武汉康普常青软件技术有限公司