【技术实现步骤摘要】
本技术属于光纤传感领域，具体涉及一种具有透气性良好、方便维护、过滤性好、使用寿命长、外形美观、便于安装等优良特点的光纤温湿度传感器封装结构。
技术介绍
1、随着信息技术和工业技术的不断发展，石化行业、化工行业、武器炸药存储、电力行业、土木工程等对用以监测环境湿度的湿度传感器的要求越来越高。在石油、化工、武器炸药等危险品存储环境中，环境易燃易爆的特性要求湿度传感器必须符合苛刻的电气要求，在核电厂、电力工业等强电磁干扰环境中，传统的湿度传感器易受电磁干扰而导致湿度测定的可靠性无法得到保障，用于建筑物墙体内部湿度监测的湿度传感器，不仅要求具备分布式测量能力、长期稳定性好，还要求结构轻巧、便于安装、机械性能良好。而现有的温湿度传感器一般存在封装简单、对于湿度敏感单元保护较弱导致机械性能较差，传感器使用率低等问题；或者封装保护性好，但是不易安装或体积较大、响应速度慢、灵敏度低、使用不便等性能缺陷。
技术实现思路
1、针对现有技术缺陷，本技术提供了一种光纤光栅温湿度传感器封装结构，该封装结构体积轻巧、结构紧凑，可适用多种环境，并方便安装固定，能实现高精度的环境温湿度实时监测。
2、为了解决上述问题，本技术提供了一种光纤温湿度传感器封装结构，所述封装结构包括中部的金属探头和对称设置在金属探头两端部的金属铠管，在两金属铠管的端部设有光纤跳线头；所述金属探头包括两端敞开的中空金属套管和位于金属套管内的光纤光栅，在金属套管内设有固定基座，所述光纤光栅安装在固定基座上，并在安装有光纤光栅的固
3、本技术较优的技术方案：所述固定基座的两端高度大于中部高度，并在两端较高面上分别开设有光纤安装槽，所述光纤光栅两端对应嵌设在两光纤安装槽内，其中部向下弯曲，且不接触固定基座的较低面。
4、本技术较优的技术方案：所述光纤光栅为双栅结构，分别为温度栅和湿度栅，温度栅采用磁控溅射镀膜技术进行镀钛膜，湿度栅采用提拉镀膜技术进行湿敏薄膜涂敷。
5、本技术较优的技术方案：所述固定基座的两端分别与封堵头螺纹连接，所述封堵头为金属封堵头，每个封堵头与金属套管螺纹连接。
6、本技术较优的技术方案：所述金属套管最大外径为10mm，长度为80～100mm。
7、本技术较优的技术方案：所述光纤光栅的光纤采用石英光纤、蓝宝石光纤、yag晶体光纤、光子晶体光纤中的任意一种；所述光纤光栅的温湿度敏感元件采用准分子激光器刻制的光纤光栅中的一种微纳加工结构，各零部件采用螺纹连接、玻璃珠焊接或者高温胶粘接。
8、本技术中涂有湿敏膜的光纤光栅栅区置于固定基座中间位置，通过固定基座可保证封装完的光纤光栅能处于无应力的状态工作，使光纤光栅微微向下弯曲但不触底；所述防尘保护网设置在固定基座外部，整体安装在探头金属外壳内；所述金属铠管与金属探头外壳两端用金属堵头固定连接，制作两端金属跳线头，传感器通过两端金属跳线头能够通过光纤法兰进行串行布置，可实现分布式测量；所述尾纤段采用无熔点连接方式，所有元器件均选用耐温超过300℃的材质。
9、本技术的光纤光栅为双栅结构，分别为温度栅和湿度栅，温度栅采用磁控溅射镀膜技术进行镀钛膜工艺，保护温度栅不受湿度(水汽)干扰，湿度栅采用提拉镀膜技术进行湿敏薄膜涂敷。本技术中湿敏材料为聚酰亚胺高分子材料，在光栅栅区涂覆聚酰亚胺，当环境中的相对湿度发生变化时，即聚酰亚胺吸收或释放空气中的水分子，从而对光栅产生应力作用，对栅区进行拉伸或压缩从而改变光栅周期，产生反射光中心波长的漂移，大量研究已表明：镀有聚酰亚胺(pi)薄膜的光纤光栅的反射峰位置漂移量与湿度呈线性关系。本技术对光纤余量进行严格验证，确保消除温度变化带来的金属与光纤之间的膨胀量误差，提高温湿度传感器的测量精度及性能。
10、本技术的有益效果：
11、(1)本技术的金属探头的测温/湿探头金属外壳为两端设有开口的中空多孔金属管，该金属探头设计为中空多孔金属管既因为圆柱状抗弯性能强，可有效保护基座及光纤，又在于其透气性强，辅以防尘网可形成双重透气防灰尘保护，对温湿度的感应更加灵敏；中空多孔金属管和防尘网双重保护，温湿度敏感单元不易弯、不易折、不易受其他因素影响，只对温度和湿度传感。
12、(2)本技术相比与传统湿度传感器相比缩小了传感器封装件的尺寸，外表美观、透气性强，灵敏性高，便于安装，且便于组网，抗弯性能好、使用寿命长，可适用多种恶劣工业环境。
13、(3)本技术的固定基座结构的设计满足了光纤光栅的无应力工作状态，即双栅仅受温度和湿度影响，且双栅结构的设计可以对湿度栅进行一定的温度补偿，使其测湿结果更精确；尾纤段采用特氟龙白管和金属软装铠管双重封装，保护光纤在恶劣的使用环境中不易折且耐高温，使用寿命长；长度可定制，便于形成测温测湿组网，进行分布式测量。
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1.一种光纤温湿度传感器封装结构，其特征在于：所述封装结构包括中部的金属探头和对称设置在金属探头两端部的金属铠管(2)，在两金属铠管(2)的端部设有光纤跳线头(1)；所述金属探头包括两端敞开的中空金属套管(4)和位于金属套管(4)内的光纤光栅(5)，在金属套管(4)内设有固定基座(7)，所述光纤光栅(5)安装在固定基座(7)上，并在安装有光纤光栅(5)的固定基座(7)外套设有防尘网(6)，所述金属套管(4)套设在防尘网(6)外部，在金属套管(4)的管壁上开设有多个透气孔，在金属套管(4)的两敞口端分别设有封堵头(3)，所述固定基座(7)的两端分别与两封堵头(3)连接，所述光纤光栅(5)的光纤两端分别穿过封堵头(3)伸出金属套管(4)，并封装在两端的金属铠管(2)内，且每端输出光纤与对应侧的光纤跳线头(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种光纤温湿度传感器封装结构，其特征在于：所述固定基座(7)的两端高度大于中部高度，并在两端较高面上分别开设有光纤安装槽，所述光纤光栅(5)两端对应嵌设在两光纤安装槽(700)内，其中部向下弯曲，且不接触固定基座(7)的较低面。
...【技术特征摘要】
1.一种光纤温湿度传感器封装结构，其特征在于：所述封装结构包括中部的金属探头和对称设置在金属探头两端部的金属铠管(2)，在两金属铠管(2)的端部设有光纤跳线头(1)；所述金属探头包括两端敞开的中空金属套管(4)和位于金属套管(4)内的光纤光栅(5)，在金属套管(4)内设有固定基座(7)，所述光纤光栅(5)安装在固定基座(7)上，并在安装有光纤光栅(5)的固定基座(7)外套设有防尘网(6)，所述金属套管(4)套设在防尘网(6)外部，在金属套管(4)的管壁上开设有多个透气孔，在金属套管(4)的两敞口端分别设有封堵头(3)，所述固定基座(7)的两端分别与两封堵头(3)连接，所述光纤光栅(5)的光纤两端分别穿过封堵头(3)伸出金属套管(4)，并封装在两端的金属铠管(2)内，且每端输出光纤与对应侧的光纤跳线头(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种光纤温湿度传感器封装结构，其特征在于：所述固定基座(7)的两端高度大于中部高度，并在两端较高面上分别开设有光纤安装槽，所述光纤光栅(5)两端对应嵌设在两光纤安装槽(70...
【专利技术属性】
技术研发人员：张桂林，王雪莹，
申请(专利权)人：武汉雷施尔光电信息工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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