【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感领域，更具体地，涉及一种预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器、其封装方法及装置。
技术介绍
1、在近现代温度测量领域，光纤光栅作为一种新兴测量单元器件，近三十年来发展迅速。光纤光栅传感器具有无源无电、抗电磁干扰、易于实现大规模分布式网络测量等优点，在金属电解冶炼、石油化工、大型土木工程、航空航天等场合和强电磁场环境中得到广泛应用。
2、光纤光栅加速度传感器，基于光纤布拉格光栅，具有光路简单、抗电磁干扰能力强、寿命长等优点，成为光纤加速度传感领域中最具发展前景的研究方向之一。由于光纤光栅加速度传感器，需要灵敏的监测外力产生的应变，并且需要测量负应变，因此一般采用预拉伸封装技术封装。
3、但预拉伸的温补型光纤光栅加速度传感器，往往更容易出现零点漂移或者不稳定的情况，导致加速度检测稳定性不佳或者测量精度下降。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器及其封装方法，其目的在于通过对温补型光纤光栅的各段进行预应力分布，从而隔绝用于感受加速度产生应变的光纤光栅和用于温度补偿的光纤光栅之间预拉伸的影响，从而改善用于温度补偿的光纤光栅的稳定性，减少由于振动敏感带来的温补误差，从而改善加速度检测稳定性并提高检测精度，由此解决现有的预拉伸的温补型光纤光栅加速度传感器稳定性不佳或者测量精度下降的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种预应力分布的温
3、所述光纤呈直线型；其中
4、所述第一光纤光栅采用两点式封装，处于预拉伸状态，用于加速度测定；
5、所述第二光纤光栅处于自然伸展状态，用于温度补偿；
6、所述第一光纤光栅与第二光纤光栅之间的光纤于松弛状态或受力挤压状态。
7、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其所述第二光纤光栅采用胶水涂布封装。
8、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其所述第一光纤光栅的中心波长大于第二光纤光栅的中心波长，两者的差异在3nm以上。
9、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其具有铰链式应变梁；
10、所述应变梁具有应变臂以及一对与所述应变臂呈交角的悬臂；所述应变梁感受应变带动所述悬臂运动，改变所述悬臂之间的距离；
11、所述第一光纤光栅传感器的两封装点分别处于所述悬臂的两端。
12、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其所述第一光纤光栅采用玻璃焊料进行两点式封装。
13、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其具有外封装件，所述外封装件具有相对的光纤引出口、以及直线槽；所述光纤光栅引出口、应变梁一堆悬臂的上端处于一条直线上；
14、所述直线槽，用于固定所述第二光纤光栅。
15、优选地，所述预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其所述铰链式应变梁的应变臂两端具有与所述外封装件相配合的装配孔，所述光纤处于所述直线槽与所述铰链式应变梁的同侧；所述外封装件在该侧设有开口。
16、按照本专利技术的另一个方面，提供了所述的温补型光纤光栅加速度传感器的封装方法，包括以下步骤：
17、(1)将刻蚀有第一光纤光栅和第二光纤光栅的光纤预拉伸，并对第一光纤光栅的两端进行两点式封装；
18、(2)卸除所述光纤上拉力，牵引光纤使光纤处于自然伸展或受力挤压状态，使第一光纤光栅和第二光纤光栅之间的一点与外封装件固定；
19、(3)使第二光纤光栅处于自然松弛状态，并封装。
20、优选地，所述温补型光纤光栅加速度传感器的封装方法，其在封装过程中，将所述光纤接入光纤光栅解调仪，检测所述第一光纤光栅与第二光纤光栅的中心波长；
21、使封装完成后，所述第一光纤光栅处于预拉伸状态，所述第二光纤光栅处于自然伸展状态。
22、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种温补型光纤光栅加速度传感器的封装装置，包括：
23、沿光学导轨依次设置的第一光纤夹具、封装件夹具、以及第二光纤夹具；
24、封装臂、以及光纤光栅解调仪；
25、所述封装件夹具，用于装夹装配有应变梁的外封装件；
26、所述第一光纤夹具、封装件夹具、以及第二光纤夹具用于将所光纤呈直线的穿过所述外封装件，并使所述第一光纤光栅与第二光纤光栅分别处于相应封装位置，所述光纤接入所述光纤光栅解调仪；优选方案所述第一光纤夹具、封装件夹具、和/或第二光纤夹具有三轴位移台；所述第一光纤夹具、和/或第二光纤夹具力学传感器；
27、所述封装臂，用于对第一光纤光栅与应变梁进行两点式封装。
28、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
29、本专利技术提供的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，通过预应力分布，隔绝预拉伸光纤光栅对温度补偿光纤光栅的影响，使传感器的性能稳定，提高测量精度。
30、优选方案，采用铰链式应变梁，对加速度导致的应力变化更敏感。
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1.一种预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括串联在同一根光纤上的第一光纤光栅以及第二光纤光栅；
2.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第二光纤光栅采用胶水涂布封装。
3.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第一光纤光栅的中心波长大于第二光纤光栅的中心波长，两者的差异在3nm以上。
4.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，具有铰链式应变梁；
5.如权利要求4所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第一光纤光栅采用玻璃焊料进行两点式封装。
6.如权利要求4所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，具有外封装件，所述外封装件具有相对的光纤引出口、以及直线槽；所述光纤光栅引出口、应变梁一堆悬臂的上端处于一条直线上；
7.如权利要求6所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述铰链式应变梁的应变臂两端具有与所述外封装件相配合的装配孔，
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的温补型光纤光栅加速度传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的温补型光纤光栅加速度传感器的封装方法，其特征在于，在封装过程中，将所述光纤接入光纤光栅解调仪，检测所述第一光纤光栅与第二光纤光栅的中心波长；
10.一种温补型光纤光栅加速度传感器的封装装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，包括串联在同一根光纤上的第一光纤光栅以及第二光纤光栅；
2.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第二光纤光栅采用胶水涂布封装。
3.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第一光纤光栅的中心波长大于第二光纤光栅的中心波长，两者的差异在3nm以上。
4.如权利要求1所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，具有铰链式应变梁；
5.如权利要求4所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征在于，所述第一光纤光栅采用玻璃焊料进行两点式封装。
6.如权利要求4所述的预应力分布的温补型光纤光栅加速度传感器，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：余志伟，赵佳宁，李立彤，杭常东，方勇，邓旭，褚锴，刘壮，邓巍，王韬，熊熠彬，洪登，
申请(专利权)人：长飞武汉光系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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