用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置及封装方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置及封装方法，封装装置包括：两个光纤法兰，管壳本体和管壳盖；管壳本体具有用于容纳传感器晶片的容纳腔；管壳盖用于盖合在管壳本体上；管壳本体的两个相对侧壁上分别设置有与两个光纤法兰相配合的通孔；所述光纤法兰、管壳本体和管壳盖均采用吸水性弱且透水性弱的材料制成。本发明专利技术改进了光学电场传感器封装结构，使用吸水性弱、透水性弱的材料制作管壳密封传感器并在外层进行疏水处理，使得传感器的测量精度基本不受环境湿度的影响，拓宽了光学电场传感器的应用场景。宽了光学电场传感器的应用场景。宽了光学电场传感器的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置及封装方法


[0001]本专利技术属于电场测量
，特别涉及用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置及封装方法。

技术介绍

[0002]光学电场传感器由于频带宽、体积小、安装方便等优点吸引了很多学者的研究。科技的发展对电场测量的准确性要求也越来越高。但是传感器用于户外测量时候，环境湿度会影响传感器的测量精度。
[0003]提高光学电场传感器在高湿度环境中适用性的通常思路是，改进传感器的封装结构，提高传感器封装的密封程度。考虑到光学电场传感器尾纤热膨胀会对光纤和波导的耦合点产生应力、封装结构对原场的影响以及传感器的机械强度，有学者选择热膨胀系数小、机械强度高、导热系数小和相对介电常数小的玻璃钢和陶瓷材料制作管壳。传感器的密封结构确实起到了隔离内部芯片和空气水分的作用，但实验结果表明，在这种方案下，传感器的响应受湿度的影响较大。
[0004]另一种方法是在传感器外表面构建疏水层。有学者认为传感器的湿度稳定性与表面的接触角有关，并将应用于绝缘子表面的常温硫化硅橡胶(RTV)涂覆在陶瓷制作的传感器外壳上。实验表明，该方案可以改善传感器在低RH(Relative Humidity，相对湿度)下的测量精度，但当温度高于30℃，相对湿度大于75％时，环境湿度对传感器的工频响应仍有较大影响。可见，RTV涂料并不能解决问题。
[0005]为了拓宽光学电场传感器的应用场景，保证测量结果可靠性，需要寻找一种适用于高湿度环境的光学电场传感器封装方案。

技术实现思路
/>[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，包括：
[0007]两个光纤法兰，管壳本体和管壳盖；
[0008]管壳本体具有用于容纳传感器晶片的容纳腔；
[0009]管壳盖用于盖合在管壳本体上；
[0010]管壳本体的两个相对侧壁上分别设置有与两个光纤法兰相配合的通孔；
[0011]所述光纤法兰、管壳本体和管壳盖均采用吸水性弱且透水性弱的材料制成。
[0012]进一步地，所述吸水性弱且透水性弱的材料为PEEK或PTFE。
[0013]进一步地，
[0014]每个光纤法兰分别具有第一端柱体和第二端柱体；
[0015]第一端柱体和第二端柱体之间为连接部；
[0016]所述第一端柱体用于嵌入管壳本体的所述通孔中；
[0017]所述第二端柱体用于延伸在光纤护套中。
[0018]进一步地，封装装置还包括：光纤护套，
[0019]所述光纤护套为漏斗形；
[0020]光纤护套的大端开口用于扣合在光纤法兰外围，
[0021]光纤护套的小端开口用于光纤穿过；
[0022]光纤护套的大端开口处形成与光纤法兰的连接部形状相匹配的延伸柱形。
[0023]进一步地，所述光学电场传感器封装装置覆盖有疏水涂层，所述疏水涂层采用憎水性材料HRTV。
[0024]本专利技术还提供一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装方法，包括：通过组装操作形成包括所述光学电场传感器封装装置的传感器。
[0025]进一步地，所述组装操作包括：
[0026]将传感器晶片放置于管壳本体中；
[0027]将两根光纤的尾纤一端分别与所述传感器晶片的两侧端部相连；
[0028]将两根光纤的尾纤的另一端从管壳本体侧壁的通孔中伸出，并连接在光纤法兰上；
[0029]将两个光纤法兰插在管壳本体的两侧壁的通孔中，并在光纤法兰上扣合的光纤护套；
[0030]在管壳本体上方由管壳盖，进行密封。
[0031]进一步地，在组装操作前，
[0032]将管壳本体、管壳盖、光纤法兰放入烘干箱中，设置温度为75
‑
85℃，烘干9
‑
10h，然后冷却至室温，从烘干箱中取出。
[0033]进一步地，在组装操作后，清洗组装好的传感器，并包覆疏水涂层。
[0034]进一步地，所述包覆疏水涂层包括：
[0035]将组装好的传感器浸泡在疏水涂层溶液中，然后从疏水涂层溶液中将传感器提拉出来，然后再次将传感器浸泡在疏水涂层溶液中，再次提拉出来，反复多次提拉，直至传感器表面均匀覆盖疏水涂层，并放置在干燥环境中使疏水涂层初步凝固；
[0036]所述疏水涂层采用憎水性材料HRTV。
[0037]本专利技术的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置及封装方法改进了光学电场传感器封装结构，使用吸水性弱、透水性弱的材料制作管壳密封传感器并在外层进行疏水处理，使得传感器的测量精度基本不受环境湿度的影响，拓宽了光学电场传感器的应用场景。
[0038]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1示出了根据本专利技术实施例的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置的结构示意图；
[0041]图2示出了四种电场传感器在湿度变化的相同电场下的相移变化曲线图；
[0042]图3示出了四种电场传感器在湿度变化的相同电场下的幅值偏差变化曲线图。
[0043]附图标记说明：
[0044]1光纤护套，2光纤法兰，3管壳本体，4传感器晶片，5管壳盖，6光纤。
具体实施方式
[0045]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]本专利技术提出的一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，可适用于高湿度环境，即能够在高湿度环境下保持一定的测量精度。如图1所示，光学电场传感器封装装置包括：两个光纤护套1，两个光纤法兰2，管壳本体3和管壳盖5。管壳本体3和管壳盖5共同形成管壳。
[0047]管壳本体3具有用于容纳传感器晶片4的容纳腔。管壳盖5用于盖合在管壳本体3上。管壳盖5上设置有与管壳本体3开口内径相匹配的凸起部。管壳本体3的两个相对侧壁上分别设置有与光纤法兰2相配合的通孔。光纤护套1为漏斗形。不失一般性地，管壳本体3为长方体形，尺寸参数为3cm
×
2cm
×
1cm，管壳壁厚2mm。
[0048]每个光纤法兰2分别具有第一端柱体和第二端柱体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，其特征在于，包括：两个光纤法兰，管壳本体和管壳盖；管壳本体具有用于容纳传感器晶片的容纳腔；管壳盖用于盖合在管壳本体上；管壳本体的两个相对侧壁上分别设置有与两个光纤法兰相配合的通孔；所述光纤法兰、管壳本体和管壳盖均采用吸水性弱且透水性弱的材料制成。2.根据权利要求1所述的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，其特征在于，所述吸水性弱且透水性弱的材料为PEEK或PTFE。3.根据权利要求1所述的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，其特征在于，每个光纤法兰分别具有第一端柱体和第二端柱体；第一端柱体和第二端柱体之间为连接部；所述第一端柱体用于嵌入管壳本体的所述通孔中；所述第二端柱体用于延伸在光纤护套中。4.根据权利要求3所述的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，其特征在于，还包括：光纤护套，所述光纤护套为漏斗形；光纤护套的大端开口用于扣合在光纤法兰外围，光纤护套的小端开口用于光纤穿过；光纤护套的大端开口处形成与光纤法兰的连接部形状相匹配的延伸柱形。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的用于高湿度环境的光学电场传感器封装装置，其特征在于，所述光学电场传感器封装装置覆盖有疏水涂层，所述疏水涂层采用憎水性材料HRTV。6.一种用于高湿度环境的光学电场传感器封装方法，其特征在于，包括：通过组装操作形成包括权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄池杰，曾嵘，王涉，耿屹楠，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：