适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，包括封装套管、封装套管表壁泄压孔、封装套管内部光纤光栅、光纤松套管、保护套，光纤光栅的光纤一端穿过封装套管，封装套管一侧表壁留有泄压孔，将光纤光栅的去涂覆层栅区留在封装套管内部中央位置，光纤松套管套设于暴露在封装套管两端的光纤，并穿进封装套管内部置于封装套管两端，在封装套管两注入密封胶，将光纤松套管、光纤与封装套管粘接固定，最后，将封装套管、光纤松套管与保护套通过密封胶粘接固定。本实用新型专利技术具有结构简单、设计小巧、使用方便、封装套管内外压差一致、测温精度高、重复性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于温度传感器领域，具体涉及一种适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器。
技术介绍
随着我国航天器型号研制要求不断提高，对在地面模拟空间环境下测量航天器的温度，实时监测航天器结构温度与在轨进行航天器健康状态诊断的需求已经非常迫切。光纤光栅温度传感技术可以满足大型复杂卫星及大型结构件(如网状天线、桁架结构、太阳翼、机械臂等)地面空间环境试验与在轨健康状态诊断方面的应用需求。人们常常直接将裸光纤光栅作为温度传感器直接应用，但裸光纤光栅非常脆弱，极易遭受破坏，无法完成温度传感工作。因此，在工业领域，光纤光栅温度传感器需要进行封装，封装技术的主要作用是保护和增敏，目前常用的封装方式，都是采用封闭式圆套管形状的封装结构，应用于大气常压环境。然而，航天器在地面模拟空间环境试验与在轨运行环境时，航天器均处于高真空(小于1.0×10-4Pa)环境，我们希望光纤光栅温度传感器在高真空环境下，具有较高机械强度、较长使用寿命，与此同时，还希望光纤光栅温度传感器具被测温精度高、重复性好的特点。但由于封装圆套管的封闭式结构，封闭式圆套管内外部压差不一致，内部压力(约为1.0×105Pa)，外部压力(小于1.0×10-4Pa)，封闭式套管内部气体向套管两端膨胀，气体推动套管两端粘接剂，导致粘接在套管两端的光纤发生蠕动，拉扯刻在光纤上的光栅，导致光纤光栅温度传感器测温精度降低，测温重复性指标差。因此，设计和专利技术一种能够适应高真空(小于1.0×10-4Pa)环境的适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，在高真空环境下温度监测领域中具有很高的实用价值。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是要提供一种能够适应高真空环境的光纤光栅温度传感器，旨在解决光纤光栅温度传感器在高真空环境下封装套管内外压差不一致导致测温精度不高、重复性差问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，包括封装套管、封装套管表壁泄压孔、光纤松套管、封装套管内部的光纤光栅、保护套，光纤光栅的光纤一端穿过封装套管，封装套管的一侧面表壁上留有泄压孔，光纤光栅的去涂覆层栅区留在封装套管内部的中央位置，两光纤松套管套设于暴露在封装套管两端的光纤上，并穿入封装套管内部，部分置于封装套管两端，在封装套管注入密封胶，将光纤松套管、光纤与封装套管粘接固定，封装套管、光纤松套管与套设在光纤松套管外侧两端的保护套通过密封胶粘接固定。其中，所述的封装套管表面喷涂高发射率涂层或不喷涂高发射率涂层。其中，所述的封装套管形状为圆形或方形，优选所述的封装套管形状为圆形。其中，所述的封装套管表壁上设置有至少1个泄压孔。其中，所述的封装套管表壁泄压孔位置置于封装套管表壁的任意位置，优选中央位置。其中，所述的封装套管表壁泄压孔形状为圆形、三角形或矩形，且所述的封装套管表壁泄压孔孔径介于0.1～1mm之间，开孔面积介于0.01mm2～4mm2之间。本技术具有结构简单、设计小巧、使用方便、封装套管内外压差一致、测温精度高、重复性好等优点，解决了光纤光栅温度传感器在高真空环境下封装套管内外压差不一致导致测温精度不高、重复性差问题，在高真空环境下温度监测领域中具有很高的实用价值。附图说明图1示出了根据本技术的一个示例性实施例的光纤光栅温度传感器结构爆炸示意图，其中封装套管10、光纤松套管30和保护套50处于分离的状态。其中，10为封装套管、20为封装套管表壁泄压孔、30为光纤松套管、40为封装套管内部光纤光栅、50为保护套。图2示出了根据本技术的一个示例性实施例的光纤光栅温度传感器结构处于连接状态立体示意图。图3是图2的剖面示意图。图4示出了根据本技术的一个示例性实施例的封装套管10的立体示意图。图5是图4的剖面示意图。具体实施方式以下参照附图对本技术的光纤光栅温度传感器结构的结构进行详细说明，但该描述仅仅示例性的，并不旨在对本专利技术的保护范围进行任何限制。如图1至图3所示，适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，包括封装套管(10)、封装套管表壁泄压孔(20)、光纤松套管(30)、封装套管内部光纤光栅(40)、保护套(50)。光纤光栅(40)的光纤一端穿过封装套管(10)，封装套管一侧表壁留有泄压孔(20)，将光纤光栅(40)的去涂覆层栅区留在封装套管(10)内部中央位置，光纤松套管(30)套设于暴露在封装套管两端的光纤，并穿进封装套管内部置于封装套管(10)两端，在封装套管(10)两注入密封胶，将光纤松套管(30)、光纤与封装套管(10)粘接固定，最后，将封装套管(10)、光纤松套管(30)与套设在光纤松套管(30)外部两侧的保护套(50)通过密封胶粘接固定。图4和图5是示出根据本技术的一个示例性实施例的10的立体示意图，其中10为封装套管，20为封装套管表壁泄压孔。其中封装套管表壁泄压孔20数量为1个，位置位于封装套管侧表壁中央位置，形状为圆形，孔径为0.3mm。本技术具有结构简单、设计小巧、使用方便、封装套管内外压差一致、测温精度高、重复性好等优点，解决了光纤光栅温度传感器在高真空环境下封装套管内外压差不一致导致测温精度不高、重复性差问题，在高真空环境下温度监测领域中具有很高的实用价值，保障了航天器地面光纤力热测试综合试验24小时连续可靠运行，满足型号测温需求。尽管上文对本技术的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本技术的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，包括封装套管(10)、封装套管表壁泄压孔(20)、光纤松套管(30)、封装套管内部的光纤光栅(40)、保护套(50)，光纤光栅(40)的光纤一端穿过封装套管(10)，封装套管(10)的一侧面表壁上留有泄压孔(20)，光纤光栅(40)的去涂覆层栅区留在封装套管(10)内部的中央位置，两光纤松套管(30)套设于暴露在封装套管(10)两端的光纤上，并穿入封装套管(10)内部，部分置于封装套管(10)两端，在封装套管(10)注入密封胶，将光纤松套管(30)、光纤与封装套管(10)粘接固定，封装套管(10)、光纤松套管(30)与套设在光纤松套管(30)外侧两端的保护套(50)通过密封胶粘接固定。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高真空环境的光纤光栅温度传感器，包括封装套管(10)、封装套管表壁泄压孔(20)、光纤松套管(30)、封装套管内部的光纤光栅(40)、保护套(50)，光纤光栅(40)的光纤一端穿过封装套管(10)，封装套管(10)的一侧面表壁上留有泄压孔(20)，光纤光栅(40)的去涂覆层栅区留在封装套管(10)内部的中央位置，两光纤松套管(30)套设于暴露在封装套管(10)两端的光纤上，并穿入封装套管(10)内部，部分置于封装套管(10)两端，在封装套管(10)注入密封胶，将光纤松套管(30)、光纤与封装套管(10)粘接固定，封装套管(10)、光纤松套管(30)与套设在光纤松套管(30)外侧两端的保护套(50)通过密封胶粘接固定。2.根据权利要求1所述的光纤光栅温度传感器，其特征在于：所述的封装套管表面喷涂高发射率涂层或不喷涂高发射率涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景川，王晶，吴东亮，周艳，刘志强，钱北行，裴一飞，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11