一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，包括第一玻璃瓶盖、第二玻璃瓶盖、第一应变片、第二应变片、第一玻璃瓶身和第二玻璃瓶身；所述第一玻璃瓶盖和第一玻璃瓶身相匹配，构成第一封闭空间，所述第一应变片位于第一封闭空间内并固定在第一玻璃瓶盖上；所述第二玻璃瓶盖和第二玻璃瓶身相匹配，构成第二封闭空间，所述第二应变片位于第二封闭空间内并固定在第二玻璃瓶盖上；所述第一玻璃瓶身的底部与第二玻璃瓶盖的顶部固定连接。本实用新型专利技术解决了传感器内部腐蚀老化导致传感器失效的问题，实现了光纤光栅倾角传感器的全玻璃外壳封装，极大提高了倾角传感器在严峻环境中的工作寿命。严峻环境中的工作寿命。严峻环境中的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器


[0001]本技术属于光纤光栅传感
，具体涉及一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器。

技术介绍

[0002]倾角信息监测在通信铁塔、桥梁健康检测和精密机器工作状态检测方面有着广泛的应用，已经成为重大土木工程安全监测的重要指标。目前，获取倾角信息的主要手段是在被测对象上安装倾角传感器测量。倾角传感器是一种能测量被测物体倾斜程度的仪器，可以用来记录物体的形变尺度。
[0003]倾角传感器具有方便安装、使用灵活且能在各种恶劣环境中长期工作的特性，但现有的倾角传感器是利用电阻、电容、MEMS等原理制成的，输出信号为弱电/磁，容易受到周围环境的电磁干扰，影响测量的精度，并且传统传感器内部接线较多，传输信号衰减率较大，不利于多点分布式测量。
[0004]光纤光栅倾角传感器是近年来发展非常快的一种新型的无源的测量倾斜角度的传感器件，可以有效避免电磁干扰，并且远距离传输时信号的衰减率极小，可以实现大规模布点监测。
[0005]现有技术中存在的主要问题和缺陷包括：
[0006]目前，光纤光栅倾角传感器大多使用环氧树脂粘合剂对光栅部分进行封装，用金属外壳作为保护。通常来说环氧树脂的使用时间只有2
‑
3年，如果使用环境非常恶劣，使用时间还会大大缩短，而环氧树脂一旦出现老化脱落现象，就会直接导致光纤光栅倾角传感器的失效。同时金属外壳在一些恶劣环境下容易产生锈蚀现象，无法实现对光纤光栅倾角传感器的长期保护。因此，可以说目前的光纤光栅倾角传感器的工作寿命都严重受限于封装体的有效时间，远远无法达到理论的工作寿命。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本技术提供了一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，解决了传感器内部腐蚀老化导致传感器失效的问题，实现了光纤光栅倾角传感器的全玻璃外壳封装，极大提高了倾角传感器在严峻环境中的工作寿命。
[0008]为此，本技术采用了以下技术方案：
[0009]一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，包括第一玻璃瓶盖、第二玻璃瓶盖、第一应变片、第二应变片、第一玻璃瓶身和第二玻璃瓶身；所述第一玻璃瓶盖和第一玻璃瓶身相匹配，构成第一封闭空间，所述第一应变片位于第一封闭空间内并固定在第一玻璃瓶盖上；所述第二玻璃瓶盖和第二玻璃瓶身相匹配，构成第二封闭空间，所述第二应变片位于第二封闭空间内并固定在第二玻璃瓶盖上；所述第一玻璃瓶身的底部与第二玻璃瓶盖的顶部固定连接。
[0010]进一步地，所述第一玻璃瓶盖、第一应变片、第一玻璃瓶身分别与第二玻璃瓶盖、
第二应变片、第二玻璃瓶身相同。
[0011]优选地，所述第一应变片与第二应变片呈90
°
夹角分布。
[0012]优选地，所述第一玻璃瓶盖上设有第一出纤孔、第二出纤孔以及应变片安置槽，所述第一出纤孔的孔径较第二出纤孔的孔径大，用于套接铠装光缆并将光纤串接至外部；所述应变片安置槽用于固定安装第一应变片。
[0013]优选地，所述第一应变片包括光纤光栅和金属应变片，所述金属应变片作为传感器件基底，所述光纤光栅封装在金属应变片上。
[0014]优选地，所述第一封闭空间和第二封闭空间均为真空状态。
[0015]优选地，所述第一玻璃瓶身的底部设有通孔，所述通孔用于将第一应变片和第二应变片上的光纤串接。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017](1)与现有的光纤光栅倾角传感器相比，全玻璃外壳封装的倾角传感器采用了与自身材质相同的玻璃封装，外壳为玻璃材质，耐腐蚀不老化，克服了因为传统胶水和金属外壳老化腐蚀造成的传感器寿命减短的问题。
[0018](2)采用双传感器串联一体的结构，能够实现多维度的角度测量。
[0019](3)能够适应较为恶劣的环境，可以实现对光纤光栅倾角传感器的长期保护，大大延长了光纤光栅倾角传感器的工作寿命。
附图说明
[0020]图1是本技术所提供的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器的结构示意图。
[0021]图2是本技术所提供的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器中玻璃瓶盖的结构示意图。
[0022]图3是本技术所提供的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器的内部结构示意图。
[0023]图4是本技术所提供的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器中玻璃瓶身的结构示意图。
[0024]附图标记说明：1、第一玻璃瓶盖；2、第一应变片；3、第一玻璃瓶身；4、第二玻璃瓶盖；5、第二应变片；6、第二玻璃瓶身；7、通孔；1
‑
1、第一出纤孔；1
‑
2、第二出纤孔；1
‑
3、应变片固定槽；2
‑
1、光纤光栅；2
‑
2、金属应变片。
具体实施方式
[0025]下面结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0026]一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，包括：
[0027]第一玻璃瓶盖1和第二玻璃瓶盖4，均由普通玻璃块加工制成。
[0028]第一出纤孔1
‑
1、第二出纤孔1
‑
2，在玻璃瓶盖上钻孔制成，第一出纤孔1
‑
1的孔径较第二出纤孔1
‑
2的孔径大，方便后续套接铠装光缆。
[0029]应变片固定槽1
‑
3，使用封接玻璃粉连接金属应变片和玻璃瓶盖时留出有足够空
间。
[0030]光纤光栅2
‑
1，采用相位掩膜法刻写于单模光纤的纤芯内。
[0031]金属应变片2
‑
2，作为传感器弹性元件。
[0032]第一玻璃瓶身3、第二玻璃瓶身6，均由玻璃瓶加工工艺吹制。
[0033]工作原理：传感器制造完成并且内部抽成真空状态，因此该倾角传感器不设置温补光栅。对倾角的测量依靠第一应变片2和第二应变片5上封装的光纤光栅作为核心元件。当倾角传感器倾斜至一定角度时，应变片整体会产生弯曲形变，表面的拉伸和压缩，固定在应变片上的光纤光栅会会随着应变片的拉伸或压缩产生相同的变化，栅区的中心波长也会随之发生变化。由于真空不导热，无需设置温度补偿光栅。
[0034]实施例
[0035]如图1所示，本技术公开了一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，包括第一玻璃瓶盖1、第二玻璃瓶盖4、第一应变片2、第二应变片5、第一玻璃瓶身3和第二玻璃瓶身6；所述第一玻璃瓶盖1和第一玻璃瓶身3相匹配，构成第一封闭空间，所述第一应变片2位于第一封闭空间内并固定在第一玻璃瓶盖1上；所述第二玻璃瓶盖4和第二玻璃瓶身6相匹配，构成第二封闭空间，所述第二应变片5位于第二封闭空间内并固定在第二玻璃瓶盖4上；所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：包括第一玻璃瓶盖(1)、第二玻璃瓶盖(4)、第一应变片(2)、第二应变片(5)、第一玻璃瓶身(3)和第二玻璃瓶身(6)；所述第一玻璃瓶盖(1)和第一玻璃瓶身(3)相匹配，构成第一封闭空间，所述第一应变片(2)位于第一封闭空间内并固定在第一玻璃瓶盖(1)上；所述第二玻璃瓶盖(4)和第二玻璃瓶身(6)相匹配，构成第二封闭空间，所述第二应变片(5)位于第二封闭空间内并固定在第二玻璃瓶盖(4)上；所述第一玻璃瓶身(3)的底部与第二玻璃瓶盖(4)的顶部固定连接。2.根据权利要求1所述的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：所述第一玻璃瓶盖(1)、第一应变片(2)、第一玻璃瓶身(3)分别与第二玻璃瓶盖(4)、第二应变片(5)、第二玻璃瓶身(6)相同。3.根据权利要求2所述的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：所述第一应变片(2)与第二应变片(5)呈90
°
夹角分布。4.根据权利要求2所述的一种全玻璃外壳封装的光纤光栅倾角传感器，其特征在于：所述第一玻璃瓶盖(1)上设有第一出纤孔(1
‑
1)、第二出纤孔(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲春，马振珠，张忠伦，王海龙，高锡平，李桂金，刘振森，
申请(专利权)人：中建材科创新技术研究院山东有限公司，
类型：新型
国别省市：