一种光纤传感器的封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤传感器的封装结构，属于传感器技术领域。它包括钢管、固定层和钢条，光纤传感器外侧与所述钢条连接；所述光纤传感器和钢条均位于钢管内，所述光纤传感器位于钢管的中心轴线上，钢管的两端内侧均设有固定层，所述光纤传感器的两端穿过固定层伸出到钢管的外侧，在钢管、光纤传感器、钢条和固定层之间形成空腔。本实用新型专利技术中封装结构使用钢管和钢条对光纤传感器进行封装，这给光纤传感器提供足够的保护，免受损伤使得封装结构具备良好的稳定性，不影响应力和温度的传递，实现封装后的光纤传感器具备良好的重复性和线性度。

Packaging structure of an optical fiber sensor

The utility model discloses a packaging structure of an optical fiber sensor, which belongs to the technical field of sensors. The fiber sensor and steel bar are located in the central axis of the steel tube, and the inner side of the steel pipe is provided with a fixed layer on both ends of the steel pipe, and the ends of the optical fiber sensor are extended out through the fixed layer to the outside of the steel tube. A cavity is formed between the steel tube, the optical fiber sensor, the steel bar and the fixing layer on the side. The packaging structure of the utility model uses steel tube and steel bar to encapsulate the optical fiber sensor, which provides adequate protection to the optical fiber sensor, avoids the damage, makes the packaging structure with good stability, does not affect the transmission of stress and temperature, and realizes the good repeatability and linearity of the optical fiber sensor after the package.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤传感器的封装结构
本技术涉及传感器
，尤其涉及一种光纤传感器的封装结构。
技术介绍
光纤传感器是近几十年来兴起的一种新型传感器，涉及许多重要的领域，它通过在光纤轴向上建立周期性的折射率分布来改变或控制光在该区域的传播行为和方式。光栅因具有制作简单、稳定性好、体积小、抗电磁干扰、使用灵活、易于同光纤集成及可构成网络等诸多优点，近年来被广泛应用于光传感领域；其主要应用在城市建设中的大桥、大坝的压力监测；电力系统中电流、温度的测量；医学及生物领域中压力、折射率检测等方面。光纤传感器按照结构可分为光纤光栅传感器、光纤珐珀传感器、布里渊背向散射分布式光纤传感器等。其中，光纤珐珀传感器以其结构简单、成本低、精度高、测量范围广等特点得到了广泛的关注。由于裸的光纤光栅直径只有125微米，在恶劣的工程环境中容易损伤，影响光纤传感器的使用寿命，需要对其进行保护性的封装，才能赋予光纤传感器更稳定的性能。现有技术中的光纤传感器虽然也存在多种封装方式，但在使用过程中对光纤传感器测量的应力和温度等参数的灵敏度存在不良影响，且应力和温度传递过程中损失较大，不能影响光纤传感器的测量准确度。中国技术专利，公开号：CN101413831A，公开日：2013年4月24日，公开了一种增敏的光纤光栅温度传感器封装方法，它涉及传感器
将光纤光栅通过施加预应力和两端点胶粘接的方式封装在一个金属毛细管中，并将上述封装有光纤光栅的金属毛细管置入内径大于金属毛细管外径的外层不锈钢管中，然后在金属毛细管和外层不锈钢管之间填充导热硅酯，最后在外层不锈钢管的两端接上光纤护套或光缆；在封装的过程中必须确保光纤光栅的尾纤在外层不锈钢管中处于弯曲状态；该封装方法制作的增敏光纤光栅温度传感器温度灵敏度高、响应速度快、结构简单、设计合理、现场安装成活率高等，能够用于强电磁辐射、易燃易爆等场合下的高精度温度测量。但其不足之处是：采用金属毛细管对光纤光栅进行封装，毛细管对应力的传递有部分阻碍作用，会降低光纤光栅的检测灵敏度和精度。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题针对现有的光纤传感器在使用过程中容易损伤的问题，本技术提供了一种光纤传感器的封装结构。它可以对光纤传感器进行保护性的封装，光纤传感器在使用过程中不易损伤。2.技术方案为解决上述问题，本技术提供的技术方案为：一种光纤传感器的封装结构，包括钢管和固定层及钢条，光纤传感器外侧与所述钢条连接；所述光纤传感器和钢条均位于钢管内，所述光纤传感器位于钢管的中心轴线上，钢管的两端内侧均设有固定层，所述光纤传感器的两端穿过固定层伸出到钢管的外侧，钢管的内部，在钢管、光纤传感器、钢条和固定层之间形成空腔。因光纤传感器具有一定长度，其本身在平放时受重力作用，中间部分会下垂，久之对光纤传感器具有一定损伤，将钢条与光纤传感器连接起来以后，钢条对光纤传感器起到固定作用，防止光纤传感器下垂受损，光纤传感器的两端通过固定层固定在钢管内，以确保光纤传感器位于钢管的中心轴线上，便于应力传递。在本申请的技术专利中，使用钢管和钢条对光纤传感器进行封装，不影响应力的传递，不会影响光纤传感器的检测灵敏度。优选地，所述空腔内填充导热膏，所述导热膏为导热硅脂。在光纤传感器测量温度时，空腔内的导热膏可以进行热量传导作用，确保光纤传感器所在的环境温度与待测温度一致。优选地，所述钢条的数量至少为2个，钢条均匀分布在所述光纤传感器的圆周方向上；且相邻钢条之间留有空隙。通过至少2个钢条固定光纤传感器，相邻钢条之间留有空隙便于应力无损失的传递。优选地，所述钢条的数量为3个，且3个所述钢条的直径均相同。优选地，所述钢条的外径为1-2mm，长度为50-80mm。优选地，所述钢管的外径为2.5-3mm，内径为3-3.5mm。钢管为光纤传感器的封装提供内置空间。优选地，所述光纤传感器伸出到钢管外侧的两端分别为入射端和出射端，光纤传感器与钢条连接的部分为传感段，传感段的长度小于等于钢条的长度。在使用过程中，光源从入射端入射到光纤传感器内，经过传感段，从出射端输出，用于测量应力和温度的变化。优选地，所述固定层内填充有胶黏剂。通过固定层内的胶黏剂用于固定光纤传感器。优选地，所述光纤传感器的传感段和钢条通过胶黏剂连接。优选地，所述胶黏剂为环氧胶、AB胶或PVC胶。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本技术中封装结构使用钢管和钢条对光纤传感器进行封装，这给光纤传感器提供足够的保护，也使得封装结构具备良好的稳定性，不影响应力的传递，实现封装后的光纤传感器具备良好的重复性和线性度；(2)本技术中封装结构在光纤传感器测量温度时，空腔内的导热膏可以进行热量传导作用，确保光纤传感器所在的环境温度与待测温度一致；(3)本技术中封装结构通过至少2个钢条固定光纤传感器，实现相邻钢条之间留有空隙便于应力无损失的传递；(4)本技术中封装结构的钢条的直径均相同且控制钢条的外径和长度在一定的范围内，进一步减少钢条对光纤传感器检测灵敏度的影响；(5)本技术中封装结构的钢管为光纤传感器的封装提供内置空间；(6)本技术中封装结构在使用过程中，光源从入射端入射到光纤传感器内，经过传感段，再从出射端输出，实现测量应力和温度的变化；(7)本技术中封装结构所采用的胶黏剂不易氧化，黏附性强，收缩率低；封装后的光纤传感器应用更为广泛，应用前景宽广。附图说明图1为本技术沿光纤传感器长度方向的剖面示意图；图2为本技术的制作工艺流程图；图3为本技术的截面示意图。图中：1、光纤传感器；11、入射端；12、传感段；13、出射端；2、钢条；3、钢管；4、固定层；5、空腔。具体实施方式为进一步了解本技术的内容，结合附图及实施例对本技术作详细描述。实施例1如图1和3所示，一种光纤传感器的封装结构，包括钢条2、钢管3和固定层4，光纤传感器1外侧与所述钢条2连接；所述光纤传感器1和钢条2均位于钢管3内，所述光纤传感器1位于钢管3的中心轴线上，钢管3的两端内侧均设有固定层4，所述光纤传感器1的两端穿过固定层4伸出到钢管3的外侧，在钢管3、光纤传感器1、钢条2和固定层4之间形成空腔5。本实施例中，因光纤传感器1具有一定长度，其本身在平放时受重力作用，中间部分会下垂，久之对光纤传感器1具有一定损伤，将钢条2与光纤传感器1连接起来以后，钢条2对光纤传感器1起到固定作用，防止光纤传感器1下垂受损，光纤传感器1的两端通过固定层4固定在钢管3内，以确保光纤传感器1位于钢管3的中心轴线上，便于应力传递。在本申请的技术专利中，使用钢管3和钢条2对光纤传感器1进行封装，不影响应力的传递，不会影响光纤传感器1的检测灵敏度。实施例2如图1和3所示，一种光纤传感器的封装结构，在实施例1的基础上，所述空腔5内填充导热膏，所述导热膏为导热硅脂。本实施例中，在光纤传感器1测量温度时，空腔5内的导热膏可以进行热量传导作用，确保光纤传感器1所在的环境温度与待测温度一致。实施例3如图1和3所示，一种光纤传感器的封装结构，在实施例1或2的基础上，所述钢条2的数量至少为2个，具体应用时，可以选择为2个、3个、4个等数值，钢条2均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤传感器的封装结构，包括钢管(3)和固定层(4)，其特征在于：还包括钢条(2)，光纤传感器(1)外侧与所述钢条(2)连接；所述光纤传感器(1)和钢条(2)均位于钢管(3)内，所述光纤传感器(1)位于钢管(3)的中心轴线上，钢管(3)的两端内侧均设有固定层(4)，所述光纤传感器(1)的两端穿过固定层(4)伸出到钢管(3)的外侧，在钢管(3)、光纤传感器(1)、钢条(2)和固定层(4)之间形成空腔(5)。

【技术特征摘要】
1.一种光纤传感器的封装结构，包括钢管(3)和固定层(4)，其特征在于：还包括钢条(2)，光纤传感器(1)外侧与所述钢条(2)连接；所述光纤传感器(1)和钢条(2)均位于钢管(3)内，所述光纤传感器(1)位于钢管(3)的中心轴线上，钢管(3)的两端内侧均设有固定层(4)，所述光纤传感器(1)的两端穿过固定层(4)伸出到钢管(3)的外侧，在钢管(3)、光纤传感器(1)、钢条(2)和固定层(4)之间形成空腔(5)。2.根据权利要求1所述一种光纤传感器的封装结构，其特征在于：所述空腔(5)内填充导热膏，所述导热膏为导热硅脂。3.根据权利要求1或2所述一种光纤传感器的封装结构，其特征在于：所述钢条(2)的数量至少为2个，钢条(2)均匀分布在所述光纤传感器(1)的圆周方向上；且相邻钢条(2)之间留有空隙。4.根据权利要求3所述一种光纤传感器的封装结构，其特征在于：所述钢条(2)的数量为3个，且3个所述钢条(2)的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱纬，刘安龙，胡卫国，魏金龙，王彦，周佳，张弨，高璐，周卫丰，金亮，
申请(专利权)人：马鞍山市县乡公路管理局，马鞍山市博望区公路管理局，马鞍山市市政建设有限责任公司，安徽省交通建设股份有限公司，安徽工大信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34