本发明专利技术公开了一种光纤光栅的栅区涂覆装置，包括光纤紧固平台、涂覆机构和三维微调机构。光纤紧固平台包括底板，左紧固机构固连于底板上端左侧，右紧固机构通过X轴微调平台固连于底板上端右侧；涂覆机构包括固定台，微进给机构固连于固定台上侧，进样器固定于固定台中侧，涂覆及热固化平台固连于固定台下侧；三维微调机构包括X轴移动台，YZ轴微调平台通过T型连接件固连于X轴移动台上端；涂覆机构和三维微调机构通过连接件固连。本发明专利技术通过光纤紧固平台纵向紧固和横向预紧光纤、进样器滴微量涂覆液于玻璃块上、三维微调机构带动涂覆机构，可实现光纤上指定位置和长度栅区的涂覆，涂覆层厚度可控且均匀程度好。涂覆层厚度可控且均匀程度好。涂覆层厚度可控且均匀程度好。
【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅的栅区涂覆装置
[0001]本专利技术属于光纤涂覆
，具体涉及一种光纤光栅的栅区涂覆装置。
技术介绍
[0002]农田用水约占全社会总用水量的60％，但大田漫灌方式下仅约40％得到了有效利用。不合理的灌溉方式会直接影响到农作物的品质和产量，同时也会造成水资源严重浪费，因此准确检测土壤墒情(湿度)对于指导精准灌溉具有重要意义。
[0003]而传统土壤墒情检测方法主要有烘干法、介电法、中子仪法等，这些方法存在着诸如工作量大、数据时效性差、只能获得土壤表层的墒情数据等问题，因此均难以满足土壤墒情检测的实际需求。
[0004]随着光纤传感技术的发展，可研发基于聚酰亚胺
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光纤光栅的土壤墒情传感器进行土壤墒情检测，其工作原理是在光纤光栅的栅区涂覆湿敏材料聚酰亚胺，当土壤湿度发生变化时，聚酰亚胺发生膨胀/收缩引起应变，导致布拉格波长变化。同时测量过程也会受到温度影响，根据理论研究，湿度和温度对布拉格波长的作用是相互独立和可线性叠加的。基于此原理，在进行土壤湿度检测时，选用一根栅区涂覆有聚酰亚胺的光纤光栅同时感应温度和湿度，另外一根栅区未涂覆聚酰亚胺的光纤光栅只感应温度，从而进行温度补偿。由于光纤传输的可多路复用特性，若使用一根具有栅区轴向间隔分布且中心波长不同的光纤光栅制成土壤墒情传感器，即可实现不同深度的土壤墒情检测。
[0005]研发基于聚酰亚胺
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光纤光栅的土壤墒情传感器的关键在于如何在光纤上指定位置和长度的栅区均匀涂覆一定厚度的聚酰亚胺，而现有的光纤涂覆设备大多基于模具涂覆法，即将光纤置于充满聚酰亚胺溶液的模具内，待固化后将两者分离，但这种方法存在对模具制造精度要求高、涂覆层位置和长度不可控等问题，无法有效用于光纤光栅的栅区涂覆中。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光纤光栅的栅区涂覆装置，用于解决光纤上指定位置和长度栅区无法对指定长度和栅区进行高质量涂覆的技术问题，得到的涂覆层厚度可控且均匀程度好。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种光纤光栅的栅区涂覆装置，包括用于对光纤上栅区涂覆及热固化的涂覆机构，涂覆机构连接有三维微调机构，三维微调机构用于调整涂覆机构的三维位置，使得光纤处于涂覆机构形成的球状聚酰亚胺溶液中心处，光纤纵向紧固在光纤紧固平台上，通过光纤紧固平台对光纤施加横向预紧力。
[0009]具体的，光纤紧固平台包括底板，底板上端的左右两侧对应设置有结构相同的左紧固机构和右紧固机构，右紧固机构与底板之间设置有X轴微调平台。
[0010]进一步的，左紧固机构包括左紧固台，左紧固台的上层中心处设置有左紧固螺母，
左紧固螺母与左紧固螺栓配合连接，左紧固螺栓的下端与左活塞杆的上端连接，左活塞杆的下端依次穿过左活塞杆复位弹簧和左活塞筒后与左活塞连接，左活塞筒通过左压紧板与左紧固台连接，左活塞筒位于左紧固台中间层的中心处，左紧固台下层的X轴向中轴线处开有用于放置光纤的方形凹槽。
[0011]进一步的，X轴微调平台包括X轴微调平台下板，X轴微调平台下板上方设置有X轴微调平台上板，X轴微调平台下板上端X轴向中轴线两侧设有T型凹槽，X轴微调平台上板下端X轴向中轴线两侧对应设有T型凸台，通过T型凹槽和T型凸台实现X轴向连接；
[0012]X轴微调平台下板前端右侧设有方形凸台，且方形凸台右端中心处沿X轴向开有内螺纹通孔，X轴微调平台上板前端左侧对应设置有圆柱形凸台，内螺纹通孔内配合连接有X轴微调平台微调柱，X轴微调平台微调柱的前端与圆柱形凸台右端接触连接，X轴微调平台下板的后端设置有锁紧板，锁紧板上开有通槽，通过锁紧螺栓穿过通槽与X轴微调平台上板连接；
[0013]X轴微调平台下板和X轴微调平台上板之间设置有用于防止X轴向滑动的复位弹簧。
[0014]具体的，涂覆机构包括固定台，固定台竖直设置，从上至下依次设置有微进给机构、进样器和涂覆及热固化平台。
[0015]进一步的，微进给机构包括进样螺母固定座，进样螺母固定座的一端与固定台连接，进样螺母固定座的前端左侧开有通孔，上端右侧开有沉头孔，沉头孔中固定有进样螺母，进样螺母内配合连接有进样螺栓。
[0016]进一步的，涂覆及热固化平台包括底座，底座的左端开有用于固定环形加热管的通孔，底座上端右侧开有用于固定玻璃块的方形槽，光纤的侧面沿玻璃块的X轴向中轴线与玻璃块的上端相切。
[0017]具体的，三维微调机构包括X轴移动台，X轴移动台上设置有T型连接件，T型连接件经YZ轴微调平台和连接件与涂覆机构连接。
[0018]进一步的，X轴移动台包括X轴移动台底座，X轴移动台底座上设置有导轨，导轨上设置有滑块，滑块上设置有丝杆上，丝杆的一端连接左丝杆轴承，另一端经右丝杆轴承和联轴器与步进电机连接。
[0019]进一步的，YZ轴微调平台从下至上依次包括YZ轴微调平台下板、YZ轴微调平台中板和YZ轴微调平台上板，YZ轴微调平台下板和YZ轴微调平台中板之间设置有下复位弹簧，YZ轴微调平台中板和YZ轴微调平台上板之间设置有上复位弹簧；
[0020]YZ轴微调平台上板与YZ轴微调平台中板之间，以及YZ轴微调平台中板与YZ轴微调平台下板之间分别通过T型凸台和凹槽配合实现Y轴向和Z轴向连接；
[0021]上复位弹簧和下复位弹簧分别防止和YZ轴微调平台上板和YZ轴微调平台中板沿Y轴向自由滑动，以及YZ轴微调平台中板和YZ轴微调平台下板沿Z轴向自由滑动；
[0022]YZ轴微调平台下板与YZ轴微调平台中板之间设置有YZ轴微调平台下微调柱和下锁紧板，YZ轴微调平台下微调柱用于使YZ轴微调平台下板和YZ轴微调平台中板沿Z轴向产生相对位移，下锁紧板用于防止YZ轴微调平台中板与YZ轴微调平台下板沿Z轴向产生相对漂移；
[0023]YZ轴微调平台中板与YZ轴微调平台上板之间设置有YZ轴微调平台上微调柱和上
锁紧板，YZ轴微调平台上微调柱用于使YZ轴微调平台上板和YZ轴微调平台中板沿Y轴产生相对位移，上锁紧板用于防止YZ轴微调平台中板与YZ轴微调平台上板之间沿Y轴向产生相对漂移
[0024]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0025]一种光纤光栅的栅区涂覆装置，包括光纤紧固平台、涂覆机构和三维微调机构，其中光纤紧固平台的底板下端左右两侧开有沉头孔槽，左紧固机构通过左侧沉头孔槽固连于底板上端左侧，右紧固机构固连于X轴微调平台上，X轴微调平台通过右侧沉头孔槽固连于底板上端右侧，沉头孔槽可实现左紧固机构和右紧固机构在底板上沿X轴向之间的距离调整，以实现对不同长度光纤的固定。
[0026]进一步的，用于水平放置光纤光栅的栅区涂覆，因此底板上端左右两侧固连的左紧固机构和右紧固机构可实现光纤的纵向紧固，以防止光纤在涂覆过程中的周向飘动，进而影响涂覆质量；同时光纤在涂覆时需要具有一定的轴向预紧力，且该预紧力为微牛级别以防止光纤轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，包括用于对光纤(4)上栅区涂覆及热固化的涂覆机构(2)，涂覆机构(2)连接有三维微调机构(3)，三维微调机构(3)用于调整涂覆机构(2)的三维位置，使得光纤(4)处于涂覆机构(2)形成的球状聚酰亚胺溶液中心处，光纤(4)纵向紧固在光纤紧固平台(1)上，通过光纤紧固平台(1)对光纤(4)施加横向预紧力。2.根据权利要求1所述的光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，光纤紧固平台(1)包括底板(10)，底板(10)上端的左右两侧对应设置有结构相同的左紧固机构(11)和右紧固机构(12)，右紧固机构(12)与底板(10)之间设置有X轴微调平台(13)。3.根据权利要求2所述的光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，左紧固机构(11)包括左紧固台(110)，左紧固台(110)的上层中心处设置有左紧固螺母(111)，左紧固螺母(111)与左紧固螺栓(112)配合连接，左紧固螺栓(112)的下端与左活塞杆(113)的上端连接，左活塞杆(113)的下端依次穿过左活塞杆复位弹簧(115)和左活塞筒(116)后与左活塞(114)连接，左活塞筒(116)通过左压紧板(117)与左紧固台(110)连接，左活塞筒(116)位于左紧固台(110)中间层的中心处，左紧固台(110)下层的X轴向中轴线处开有用于放置光纤(4)的方形凹槽。4.根据权利要求2所述的光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，X轴微调平台(13)包括X轴微调平台下板(130)，X轴微调平台下板(130)上方设置有X轴微调平台上板(131)，X轴微调平台下板(130)上端X轴向中轴线两侧设有T型凹槽，X轴微调平台上板(131)下端X轴向中轴线两侧对应设有T型凸台，通过T型凹槽和T型凸台实现X轴向连接；X轴微调平台下板(130)前端右侧设有方形凸台，且方形凸台右端中心处沿X轴向开有内螺纹通孔，X轴微调平台上板(131)前端左侧对应设置有圆柱形凸台，内螺纹通孔内配合连接有X轴微调平台微调柱(133)，X轴微调平台微调柱(133)的前端与圆柱形凸台右端接触连接，X轴微调平台下板(130)的后端设置有锁紧板(134)，锁紧板(134)上开有通槽，通过锁紧螺栓(135)穿过通槽与X轴微调平台上板(131)连接；X轴微调平台下板(130)和X轴微调平台上板(131)之间设置有用于防止X轴向滑动的复位弹簧(132)。5.根据权利要求1所述的光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，涂覆机构(2)包括固定台(20)，固定台(20)竖直设置，从上至下依次设置有微进给机构(21)、进样器(22)和涂覆及热固化平台(23)。6.根据权利要求5所述的光纤光栅的栅区涂覆装置，其特征在于，微进给机构(21)包括进样螺母固定座(210)，进样螺母固定座(210)的一端与固定台(20)连接，进样螺母固定座(210)的前端左侧开有通孔，上端右侧开有沉头...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小栋，郑宇鹏，张威明，刘洪成，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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