一种快速响应光纤光栅温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种快速响应光纤光栅温度传感器，包括光纤光栅、用于固定光纤光栅的光纤固定片、光纤固定片内置于封装管、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头和第二光缆连接头连接在封装管的两端，光纤固定片位于所述第一光缆连接头和第二光缆连接头之间，固定于光纤固定片上的光纤光栅分别穿过第一光缆连接头和第二光缆连接头的通孔；所述封装管为其外壁沿轴向至少去除一面管壁材料的封装管。本发明专利技术提供的光纤光栅温度传感器，一方面，封装管部分区域厚度较大，对光纤光栅具有较强的保护强度；另一方面，大大提高了光纤光栅温度传感器对环境温度的响应速度。同时，该光纤光栅温度传感器封装结构简单、紧凑，便于实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温度传感器领域，尤其涉及一种快速响应光纤光栅温度传感器的

技术介绍
目前，温度传感器广泛应用于各种工程结构，如隧道、桥梁、提坝、大型建筑等，进行施工监测、长期健康监测和火灾探测。传统的温度传感器具有精度低、易受电磁干扰、稳定性差、信号传输距离短等缺点，很难在恶劣的工作环境里进行精确的监测。而光纤光栅温度传感器与传统的温度传感器相比，具有灵敏度高、体积小、重量轻、安全防爆、抗电磁干扰能力强、信号传输距离远等优点，因此，光纤光栅温度传感器越来越广泛地受到各行各业的青睐。光纤光栅温度传感器在工程结构尤其是在土木结构中应用时，遇到两类问题，一是光纤光栅温度传感器本身强度的问题，二是时间响应的问题。高强度必然导致大的封装壳体厚度，从而影响对环境温度的响应速度；为提高响应速度，就要减小封装管的厚度，这又使得保护强度降低。在现有技术中，光纤光栅温度传感器的封装结构尚不能同时具备较强的保护强度和较快的响应速度，因此，本专利技术正是为了解决现有技术的不足，而提供一种既具有较强的保护强度、又具有较快响应速度的光纤光栅温度传感器
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中光纤光栅温度传感器不能同时具备较强的保护强度和较快的响应速度的技术问题，而提供一种既具有较强的保护强度、又能够对环境温度快速响应的光纤光栅温度传感器。为解决上面所述的技术问题，本专利技术主要采取以下技术方案一种快速响应光纤光栅温度传感器，包括光纤光栅、用于固定光纤光栅的光纤固定片、光纤固定片内置于封装管、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头和第二光缆连接头连接在封装管的两端，光纤固定片位于第一光缆连接头和第二光缆连接头之间， 固定于光纤固定片上的光纤光栅分别穿过第一光缆连接头和第二光缆连接头内的通孔；所述封装管为其外壁沿轴向至少去除一面管壁材料的封装管。作为本专利技术的一项优选方案，在封装管内壁沿轴向对称设置用于固定光纤固定片的两条槽；进一步的，所述的两条槽设置于封装管未去除管壁材料的外壁相对应的内壁。第一光缆连接头及第二光缆连接头和封装管的两端通过螺纹配合连接，使封装管和光缆连接头紧密连接。作为本专利技术的一项优选方案，光纤固定片采用长方形或 铃形的光纤固定片。进一步的，光纤固定片由金属、玻璃、陶瓷、胶木或复合材料制成；更进一步的，在光纤固定片中部设置长方孔、长腰孔、圆孔或网状孔，用于将光纤固定片中部的光纤光栅置于封装管的腔体中，这样可以方便导热，提高响应速度。进一步的，封装管由金属、玻璃或陶瓷制成。作为优选方案，光纤光栅通过胶粘或焊接的方式固定在光纤固定片上；进一步的， 光纤固定片上的光纤光栅呈松弛状态。本专利技术提供的快速响应光纤光栅温度传感器，一方面，由于封装管部分区域厚度较大，保证了对光纤光栅有较强的保护强度；另一方面，采用本技术方案的封装结构，大大提高了光纤光栅温度传感器对环境温度的响应速度。同时，该光纤光栅温度传感器封装结构简单、紧凑，便于实施。附图说明图1是本专利技术第一种实施例的结构示意图；图2是图1的侧视示意图；图3是本专利技术第一种实施例的外形示意图；图4是本专利技术第一种实施例封装管的外形示意图；图5是图4的侧视剖视图；图6是长方形光纤固定片的结构示意图；图7是本专利技术第二种实施例封装管的外形示意图；图8是图7的侧视示意图；图9是哑铃形光纤固定片的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细阐述。实施例1 请一并参阅图1至图6，图1是本专利技术第一种实施例的结构示意图，图 2是图1的侧视示意图，图3是本专利技术第一种实施例的外形示意图，图4是本专利技术第一种实施例封装管的外形示意图，图5是图4的侧视剖视图，图6是长方形光纤固定片的结构示意图。如图所示，快速响应光纤光栅温度传感器包括光纤光栅4、用于固定光纤光栅4的光纤固定片2、光纤固定片2内置于封装管3、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头11 和第二光缆连接头12连接在封装管3的两端，光纤固定片2位于第一光缆连接头11和第二光缆连接头12之间，固定于光纤固定片2上的光纤光栅4分别穿过所述第一光缆连接头 11和第二光缆连接头12内的通孔，与光缆6相连接，所述封装管C3)为其外壁沿轴向对称去除了两面管壁材料的封装管。在封装管3内壁沿轴向对称设置两条槽311、312，用于固定光纤固定片2 ；所述槽 311、312沿轴向对称设置在封装管3未去除管壁材料的外壁相对应的内壁，确保封装管3的厚度，以保证对光纤光栅4的保护强度，避免因将槽311、312设置在封装管3去除管壁材料的外壁相对应的内壁，而造成降低封装管3对光纤光栅4的保护强度。光纤固定片2为长方形，且其宽度即为所述槽311和槽312的槽底之间的直线距离，将光纤固定片2插入封装管3内壁的槽311、312中，使封装管3对光纤固定片2紧密固定。为提高光纤光栅传感器对诸方位温度的响应敏感，在光纤固定片2中部设置长方孔，将光纤固定片2中部的光纤光栅4置于封装管3的腔体中，便于腔体内的温度无阻碍的传导至光纤光栅4。为了进一步提高由光纤固定片2产生的技术效果，光纤固定片2由金属、玻璃、陶瓷、胶木或复合材料制成。在封装管3的两端和第一光缆连接头11及第二光缆连接头12通过螺纹配合连接，即分别设置有相互配合的内螺纹和外螺纹，这样就可以通过内螺纹、外螺纹的相互配合，使封装管3、第一光缆连接头11、第二光缆连接头12紧密结合，由于光纤固定片2通过槽311、312紧密地固定于封装管3内部，所以整个封装结构就达到了良好的固定效果；作为优选方案，封装管3由金属、玻璃或陶瓷材料制成。同时，采用上述材料制成的封装管3具有一定的厚度和强度，以保证对光纤光栅4有较强的保护强度。本专利技术的具体实施过程如下光纤光栅4通过胶粘或者光纤金属化后焊接的方式固定在中部开有长方孔的光纤固定片2上的固定部位5处，若光纤固定片2为金属时，通过胶粘或焊接的方式进行固定，若光纤固定片2为非金属时，则通过胶粘的方式进行固定。如图1所示，固定时，要保证固定在光纤固定片2上的光纤光栅4呈松弛状态，为了使封装管 3内部的光纤光栅4快速的响应到外部的温度变化，同时在保证封装管3对内部光纤光栅 4有较强保护强度的情况下，在所述封装管3外壁沿轴向对称去除两面的管壁材料，去除的管壁材料如图2中虚线内空白处所显示的部分，因此封装管3的部分厚度就较薄，有利于热量进入腔体内部。在封装管3内壁沿轴向对称设置两条槽311、312，用于固定光纤固定片； 为了使整个封装结构达到最佳的保护状态，将槽311、312开在封装管3外壁未去除管壁材料部分的相对应的内壁，以保证封装管3对光纤光栅4有较强的保护强度。接着将固定有光纤光栅4的光纤固定片2插入封装管3内壁沿轴向设置的槽311、 312里，以实现封装管3对光纤固定片2的紧密固定；再将固定于光纤固定片2上的光纤光栅4分别穿过第一光缆连接头11和第二光缆连接头12内的通孔，与光缆6相连接，再将设置有外螺纹的第一光缆连接头11和第二光缆连接头12分别拧进两端设置有内螺纹的封装管3里面，以保证整个封装结构的稳固性。在封装管3腔体内部，由于光纤固定片2中部开有长方孔，热量进入封装管3腔体后，能无阻碍地传导至光纤光栅4，光纤光栅4温度传感器迅速响应，同时封装管3具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种快速响应光纤光栅温度传感器，包括光纤光栅（４），其特征在于，还包括用于固定所述光纤光栅（４）的光纤固定片（２）、所述光纤固定片（２）内置于封装管（３）、横截面中心沿轴向开设通孔的第一光缆连接头（１１）和第二光缆连接头（１２）连接在封装管（３）的两端，光纤固定片（２）位于第一光缆连接头（１１）和第二光缆连接头（１２）之间，固定于光纤固定片（２）上的光纤光栅（４）分别穿过第一光缆连接头（１１）和第二光缆连接头（１２）内的通孔；所述封装管（３）为其外壁沿轴向至少去除一面管壁材料的封装管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，钱洪卫，夏懋寅，陆宗源，何唯平，
申请(专利权)人：上海启鹏化工有限公司，深圳市海川实业股份有限公司，深圳海川工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31