一种全金属化封装光栅传感器的制作方法

本技术涉及光纤传感，尤其涉及一种全金属化封装光栅传感器。

背景技术：

1、随着物联网的兴起和5g技术的大规模商用化，应用于传感系统的特种光纤及器件也将迎来蓬勃的发展。光纤传感器技术是将光纤作为传感介质，光作为载体从而完成对被测量物的力、变形、位移、温度等不同参数的测量传感。

2、目前，光栅传感器的主要封装粘结材料有金属、有机聚合物胶和无机胶等材料，通过胶粘或焊接的方式进行封装。环氧类有机物粘接剂在长期应变作用以及恶劣环境中易出现老化、蠕动等问题；基于喷涂、激光熔敷、焊接或电镀等金属粘接的方式可靠性较好，通常是将金属化光纤穿过镍管进行焊接，但是其存在以下问题，第一，激光焊接时产生了焊接应力使光纤光栅受力不均匀，导致光纤光栅发生啁啾，影响传感性能；第二，当镀镍层太薄时，激光会直接把镍镀层熔化导致光纤裸露甚至损坏，当镀层太厚时，光纤光栅的振动灵敏度下降，影响光纤光栅的使用。因此，亟需一种全金属化封装光栅传感器来解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种全金属化封装光栅传感器，包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的v型槽，所述金属层与所述v型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。

2、进一步地，所述金属基底上设置有容纳所述金属化光纤光栅和可伐管的凹槽，所述可伐管的v型槽的开口朝向所述凹槽的底部设置，所述可伐管与所述凹槽焊接。

3、进一步地，所述v型槽的底部穿过所述可伐管的轴心，所述v型槽的底部设置有倒角。

4、进一步地，所述v型槽两个壁面之间的夹角为30-60°。

5、进一步地，所述金属化光纤光栅的金属层长度大于或等于所述可伐管的长度。

6、进一步地，所述金属层和所述v型槽之间通过铅锡焊料进行焊接。

7、进一步地，所述金属基底上设置有多个通孔。

8、进一步地，在所述光纤延伸出所述金属基底的部分封装铠装跳线管。

9、进一步地，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述包层和所述涂覆层依次设置在所述纤芯外侧，在所述光纤中部剥除所述涂覆层的包层上设置所述光栅本体和金属层。

10、本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：

11、本实用新型提供的全金属化封装光栅传感器，结构简单，通过焊接进行封装，可保证传感器的长期稳定性；采用可伐管作为金属化光纤光栅与金属基底连接的过渡件，可伐管上设置有v型槽，焊料可均匀敷设在v型槽和金属层之间，有效避免了金属化光纤光栅直接焊接时的受力不均匀，以及金属层镀层不均匀等一系列问题，提高焊接可靠性，保证光栅传感器在超极端恶劣环境中的应用。

技术特征：

1.一种全金属化封装光栅传感器，包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，其特征在于，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的v型槽，所述金属层与所述v型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。

2.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述金属基底上设置有容纳所述金属化光纤光栅和可伐管的凹槽，所述可伐管的v型槽的开口朝向所述凹槽的底部设置，所述可伐管与所述凹槽焊接。

3.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述v型槽的底部穿过所述可伐管的轴心，所述v型槽的底部设置有倒角。

4.根据权利要求3所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述v型槽两个壁面之间的夹角为30-60°。

5.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述金属化光纤光栅的金属层长度大于或等于所述可伐管的长度。

6.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述金属层和所述v型槽之间通过铅锡焊料进行焊接。

7.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述金属基底上设置有多个通孔。

8.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，在所述光纤延伸出所述金属基底的部分封装铠装跳线管。

9.根据权利要求1所述的全金属化封装光栅传感器，其特征在于，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述包层和所述涂覆层依次设置在所述纤芯外侧，在所述光纤中部剥除所述涂覆层的包层上设置所述光栅本体和金属层。

技术总结
本技术涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种全金属化封装光栅传感器；该光栅传感器包括金属化光纤光栅和金属基底，所述金属化光纤光栅包括设于光纤上的光栅本体以及位于所述光栅本体两侧的金属层，其特征在于，还包括可伐管，所述可伐管上设置有容纳所述金属化光纤光栅的V型槽，所述金属层与所述V型槽焊接，所述可伐管与所述金属基底焊接用于所述金属化光纤光栅与金属基底的固定。本技术采用可伐管作为金属化光纤光栅与金属基底连接的过渡件，焊料可均匀敷设在V型槽和金属层之间，有效避免了金属化光纤光栅直接焊接时的受力不均匀，以及金属层镀层不均匀等一系列问题，提高焊接可靠性，保证光栅传感器在超极端恶劣环境中的应用。

技术研发人员：曹红占
受保护的技术使用者：武汉楚星光纤应用技术有限公司
技术研发日：20221025
技术公布日：2024/1/13