一种光纤光栅低温传感器及其制备方法、监测方法技术

技术编号:44731704 阅读:27 留言:0更新日期:2025-03-21 17:56
本发明专利技术涉及光纤传感技术领域,特别涉及一种光纤光栅低温传感器及其制备方法、监测方法,该光纤光栅低温传感器利用聚醚醚酮材料的热膨胀系数较大以及在冻土环境具有较好适应性的特点,使封装后的传感器增敏效果明显,能够较好的抵抗冻土冻融、水侵蚀等影响,实现长期稳定、高精度温度测量,结构简单,易于加工;其制备方法通过足够的拉应力抵消热固胶加热固化后降温冷却过程作用在光纤光栅的额外压应力,能够有效避免全粘贴封装导致的啁啾现象,实现基底与光纤光栅之间的良好热力耦合,提高使用可靠性和寿命;其监测方法采用特定的安装方式实现基底与安装位置接触良好,并在温度作用下能够自由膨胀伸缩,满足冻土地层温度梯度的高纵向分辨率需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感,特别涉及一种光纤光栅低温传感器及其制备方法、监测方法


技术介绍

1、冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤,温度作为冻土层区别于其他介质最重要的物理量,其实时、准确获取对高寒高海拔地区道路工程安全与健康具有重要的意义,目前国内外冻土温度测量所使用的温度传感器普遍为电磁类传感器,测量精度低(±0.1 ℃)、寿命短、可靠性差,且同一根信号线串联传感器的数量受限,不能满足冻土地层温度梯度的高纵向分辨率需要。光纤光栅温度传感器利用外界温度的改变会引起光栅周期和折射率的变化,从而导致光纤光栅中心波长的变化这一机理,通过检测光纤光栅中心波长的变化,即可获得温度信息,光纤光栅在温度传感领域的应用具有诸多优点。

2、中国专利技术专利cn115597742b公开了一种光纤光栅温度传感器及制作和标定方法,包括光纤、包裹在光纤内的光纤光栅,以及设在光纤表面的环氧树脂和/或pmma树脂的增敏材料,增敏材料包裹光纤光栅,光纤的两端穿出光敏材料外,利用增敏材料在极端低温环境下具有较高的热膨胀系数、足够的弹性模量以及良好的相容性等特点,将光本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,槽道(11)的截断面底部为圆弧形或尖角形,光纤光栅(21)贴合槽道(11)且位于槽道(11)的纵向中部,热固胶(3)至少覆盖光纤光栅(21)。

3.根据权利要求2所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,热固胶(3)填满槽道。

4.根据权利要求3所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,热固胶(3)为双组分高温固化胶353ND或383ND。

5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)的体积尺寸上限满足:基底...

【技术特征摘要】

1.一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,槽道(11)的截断面底部为圆弧形或尖角形,光纤光栅(21)贴合槽道(11)且位于槽道(11)的纵向中部,热固胶(3)至少覆盖光纤光栅(21)。

3.根据权利要求2所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,热固胶(3)填满槽道。

4.根据权利要求3所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,热固胶(3)为双组分高温固化胶353nd或383nd。

5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)的体积尺寸上限满足:基底(1)的设置不会影响待测物体的温度分布;基底(1)的体积尺寸下限满足:基底(1)的结构强度能够带动光纤光栅(21)产生额外的应变。

6.根据权利要求5所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)的长度5-25mm,光纤光栅(21)的栅区长度2-10mm,基底(1)的长度大于栅区长度3-23mm。

7.根据权利要求6所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)为圆柱体结构件,槽道(11)沿基底(1)轴线方向延伸设置且贯穿基底(1)的径向侧壁,基底(1)的直径为光纤(2)直径的8-20倍。

8.根据权利要求6所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)为长方体结构件,槽道(11)沿基底(1)长度方向延伸设置且贯穿基底(1)的厚度方向侧壁,基底(1)的宽度为光纤(2)直径的10-20倍,基底(1)的厚度为光纤(2)直径的8-18倍。

9.根据权利要求6所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)为管状结构件,槽道(11)包括基底(1)的管内空间,槽道(11)局部贯穿基底(1)的径向侧壁,基底(1)的壁厚为光纤(2)直径的2倍以上,基底(1)的外直径为光纤(2)直径的6倍以上。

10.根据权利要求9所述的一种光纤光栅低温传感器,其特征在于,基底(1)的壁厚超过光纤(2)直径的2倍时,槽道(11)包括设置在管内空间的限...

【专利技术属性】
技术研发人员:张娟高宏冯德全赵力国李震富志鹏禹大宽曹升亮李琛
申请(专利权)人:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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