專利名稱：一種快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，溫度傳感器廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)，如隧道、橋梁、提壩、大型建筑等，進行施工監(jiān)測、長期健康監(jiān)測和火災(zāi)探測。傳統(tǒng)的溫度傳感器具有精度低、易受電磁干擾、穩(wěn)定性差、信號傳輸距離短等缺點，很難在惡劣的工作環(huán)境里進行精確的監(jiān)測。而光纖光柵溫度傳感器與傳統(tǒng)的溫度傳感器相比，具有靈敏度高、體積小、重量輕、安全防爆、抗電磁干擾能力強、信號傳輸距離遠等優(yōu)點，因此，光纖光柵溫度傳感器越來越廣泛地受到各行各業(yè)的青睞。光纖光柵溫度傳感器在工程結(jié)構(gòu)尤其是在土木結(jié)構(gòu)中應(yīng)用時，遇到兩類問題，一是光纖光柵溫度傳感器本身強度的問題，二是時間響應(yīng)的問題。高強度必然導(dǎo)致大的封裝殼體厚度，從而影響對環(huán)境溫度的響應(yīng)速度；為提高響應(yīng)速度，就要減小封裝管的厚度，這又使得保護強度降低。在現(xiàn)有技術(shù)中，光纖光柵溫度傳感器的封裝結(jié)構(gòu)尚不能同時具備較強的保護強度和較快的響應(yīng)速度，因此，本發(fā)明正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種既具有較強的保護強度、又具有較快響應(yīng)速度的光纖光柵溫度傳感器
實用新型內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖光柵溫度傳感器不能同時具備較強的保護強度和較快的響應(yīng)速度的技術(shù)問題，而提供一種既具有較強的保護強度、又能夠?qū)Νh(huán)境溫度快速響應(yīng)的光纖光柵溫度傳感器。為解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明主要采取以下技術(shù)方案一種快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，包括光纖光柵、用于固定光纖光柵的光纖固定片、光纖固定片內(nèi)置于封裝管、橫截面中心沿軸向開設(shè)通孔的第一光纜連接頭和第二光纜連接頭連接在封裝管的兩端，光纖固定片位于第一光纜連接頭和第二光纜連接頭之間， 固定于光纖固定片上的光纖光柵分別穿過第一光纜連接頭和第二光纜連接頭內(nèi)的通孔；所述封裝管為其外壁沿軸向至少去除一面管壁材料的封裝管。作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，在封裝管內(nèi)壁沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置用于固定光纖固定片的兩條槽；進一步的，所述的兩條槽設(shè)置于封裝管未去除管壁材料的外壁相對應(yīng)的內(nèi)壁。第一光纜連接頭及第二光纜連接頭和封裝管的兩端通過螺紋配合連接，使封裝管和光纜連接頭緊密連接。作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，光纖固定片采用長方形或 鈴形的光纖固定片。進一步的，光纖固定片由金屬、玻璃、陶瓷、膠木或復(fù)合材料制成；更進一步的，在光纖固定片中部設(shè)置長方孔、長腰孔、圓孔或網(wǎng)狀孔，用于將光纖固定片中部的光纖光柵置于封裝管的腔體中，這樣可以方便導(dǎo)熱，提高響應(yīng)速度。進一步的，封裝管由金屬、玻璃或陶瓷制成。
作為優(yōu)選方案，光纖光柵通過膠粘或焊接的方式固定在光纖固定片上；進一步的， 光纖固定片上的光纖光柵呈松弛狀態(tài)。本發(fā)明提供的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，一方面，由于封裝管部分區(qū)域厚度較大，保證了對光纖光柵有較強的保護強度；另一方面，采用本技術(shù)方案的封裝結(jié)構(gòu)，大大提高了光纖光柵溫度傳感器對環(huán)境溫度的響應(yīng)速度。同時，該光纖光柵溫度傳感器封裝結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于實施。


圖1是本發(fā)明第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的側(cè)視示意圖；圖3是本發(fā)明第一種實施例的外形示意圖；圖4是本發(fā)明第一種實施例封裝管的外形示意圖；圖5是圖4的側(cè)視剖視圖；圖6是長方形光纖固定片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明第二種實施例封裝管的外形示意圖；圖8是圖7的側(cè)視示意圖；圖9是啞鈴形光纖固定片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。實施例1 請一并參閱圖1至圖6，圖1是本發(fā)明第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖 2是圖1的側(cè)視示意圖，圖3是本發(fā)明第一種實施例的外形示意圖，圖4是本發(fā)明第一種實施例封裝管的外形示意圖，圖5是圖4的側(cè)視剖視圖，圖6是長方形光纖固定片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器包括光纖光柵4、用于固定光纖光柵4的光纖固定片2、光纖固定片2內(nèi)置于封裝管3、橫截面中心沿軸向開設(shè)通孔的第一光纜連接頭11 和第二光纜連接頭12連接在封裝管3的兩端，光纖固定片2位于第一光纜連接頭11和第二光纜連接頭12之間，固定于光纖固定片2上的光纖光柵4分別穿過所述第一光纜連接頭 11和第二光纜連接頭12內(nèi)的通孔，與光纜6相連接，所述封裝管C3)為其外壁沿軸向?qū)ΨQ去除了兩面管壁材料的封裝管。在封裝管3內(nèi)壁沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置兩條槽311、312，用于固定光纖固定片2 ；所述槽 311、312沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置在封裝管3未去除管壁材料的外壁相對應(yīng)的內(nèi)壁，確保封裝管3的厚度，以保證對光纖光柵4的保護強度，避免因?qū)⒉?11、312設(shè)置在封裝管3去除管壁材料的外壁相對應(yīng)的內(nèi)壁，而造成降低封裝管3對光纖光柵4的保護強度。光纖固定片2為長方形，且其寬度即為所述槽311和槽312的槽底之間的直線距離，將光纖固定片2插入封裝管3內(nèi)壁的槽311、312中，使封裝管3對光纖固定片2緊密固定。為提高光纖光柵傳感器對諸方位溫度的響應(yīng)敏感，在光纖固定片2中部設(shè)置長方孔，將光纖固定片2中部的光纖光柵4置于封裝管3的腔體中，便于腔體內(nèi)的溫度無阻礙的傳導(dǎo)至光纖光柵4。為了進一步提高由光纖固定片2產(chǎn)生的技術(shù)效果，光纖固定片2由金屬、玻璃、陶瓷、膠木或復(fù)合材料制成。
在封裝管3的兩端和第一光纜連接頭11及第二光纜連接頭12通過螺紋配合連接，即分別設(shè)置有相互配合的內(nèi)螺紋和外螺紋，這樣就可以通過內(nèi)螺紋、外螺紋的相互配合，使封裝管3、第一光纜連接頭11、第二光纜連接頭12緊密結(jié)合，由于光纖固定片2通過槽311、312緊密地固定于封裝管3內(nèi)部，所以整個封裝結(jié)構(gòu)就達到了良好的固定效果；作為優(yōu)選方案，封裝管3由金屬、玻璃或陶瓷材料制成。同時，采用上述材料制成的封裝管3具有一定的厚度和強度，以保證對光纖光柵4有較強的保護強度。本發(fā)明的具體實施過程如下光纖光柵4通過膠粘或者光纖金屬化后焊接的方式固定在中部開有長方孔的光纖固定片2上的固定部位5處，若光纖固定片2為金屬時，通過膠粘或焊接的方式進行固定，若光纖固定片2為非金屬時，則通過膠粘的方式進行固定。如圖1所示，固定時，要保證固定在光纖固定片2上的光纖光柵4呈松弛狀態(tài)，為了使封裝管 3內(nèi)部的光纖光柵4快速的響應(yīng)到外部的溫度變化，同時在保證封裝管3對內(nèi)部光纖光柵 4有較強保護強度的情況下，在所述封裝管3外壁沿軸向?qū)ΨQ去除兩面的管壁材料，去除的管壁材料如圖2中虛線內(nèi)空白處所顯示的部分，因此封裝管3的部分厚度就較薄，有利于熱量進入腔體內(nèi)部。在封裝管3內(nèi)壁沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置兩條槽311、312，用于固定光纖固定片； 為了使整個封裝結(jié)構(gòu)達到最佳的保護狀態(tài)，將槽311、312開在封裝管3外壁未去除管壁材料部分的相對應(yīng)的內(nèi)壁，以保證封裝管3對光纖光柵4有較強的保護強度。接著將固定有光纖光柵4的光纖固定片2插入封裝管3內(nèi)壁沿軸向設(shè)置的槽311、 312里，以實現(xiàn)封裝管3對光纖固定片2的緊密固定；再將固定于光纖固定片2上的光纖光柵4分別穿過第一光纜連接頭11和第二光纜連接頭12內(nèi)的通孔，與光纜6相連接，再將設(shè)置有外螺紋的第一光纜連接頭11和第二光纜連接頭12分別擰進兩端設(shè)置有內(nèi)螺紋的封裝管3里面，以保證整個封裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在封裝管3腔體內(nèi)部，由于光纖固定片2中部開有長方孔，熱量進入封裝管3腔體后，能無阻礙地傳導(dǎo)至光纖光柵4，光纖光柵4溫度傳感器迅速響應(yīng)，同時封裝管3具有一定的厚度和強度，保證了此封裝結(jié)構(gòu)對光纖光柵4具有較強的保護強度。實施例2 請一并參閱圖7至圖9，圖7是本發(fā)明第二種實施例封裝管的外形示意圖，圖8是圖7的側(cè)視示意圖，圖9是 鈴形光纖固定片的結(jié)構(gòu)示意圖。實施例2與實施例 1的不同之處在于在實施例2中，在封裝管3外壁沿軸向?qū)ΨQ去除四個面的管壁材料，如圖8所示，虛線內(nèi)的空白處即為去除管壁材料部分，使封裝管3的部分厚度降低，熱量能夠更加迅速地傳導(dǎo)至封裝管3內(nèi)部的光纖光柵4上，光纖光柵4就能對環(huán)境溫度的變化起到快速響應(yīng)的作用，及時、精確的發(fā)出信號。實施例2與實施例1的不同之處還在于實施例1的光纖固定片為長方形，而實施例2為啞鈴形，由于光纖固定片2是啞鈴形的，中間部位的上下沿不與封裝管接觸，即腔體內(nèi)部是連通的，熱量能夠在腔體內(nèi)流通，保證光纖光柵4能夠及時的檢測到真實的環(huán)境溫度，所以與實施例1和實施例2中的長方形光纖固定片2相比，具有同樣的技術(shù)效果，因為都保證了腔體內(nèi)的光纖光柵4能夠迅速的感應(yīng)到熱量，提高了光纖光柵溫度傳感器對環(huán)境溫度的響應(yīng)速度。
權(quán)利要求
1.一種快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，包括光纖光柵G)，其特征在于，還包括用于固定所述光纖光柵的光纖固定片O)、所述光纖固定片O)內(nèi)置于封裝管(3)、橫截面中心沿軸向開設(shè)通孔的第一光纜連接頭(11)和第二光纜連接頭(1 連接在封裝管C3)的兩端，光纖固定片( 位于第一光纜連接頭(11)和第二光纜連接頭(1 之間，固定于光纖固定片( 上的光纖光柵(4)分別穿過第一光纜連接頭(11)和第二光纜連接頭(1 內(nèi)的通孔；所述封裝管C3)為其外壁沿軸向至少去除一面管壁材料的封裝管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，在所述封裝管 (3)內(nèi)壁沿軸向?qū)ΨQ設(shè)置用于固定光纖固定片O)的兩條槽(311、312)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述兩條槽 (311,312)設(shè)置于與封裝管未去除管壁材料的外壁相對應(yīng)的內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述第一光纜連接頭(11)、第二光纜連接頭(1 與封裝管(3)的兩端通過螺紋配合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述光纖固定片(2)為長方形或啞鈴形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述光纖固定片O)中部設(shè)置長方孔、長腰孔、圓孔或網(wǎng)狀孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述光纖固定片O)由金屬、玻璃、陶瓷、膠木或復(fù)合材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述封裝管(3)由金屬、玻璃或陶瓷制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述光纖光柵(4)通過膠粘或焊接的方式固定在光纖固定片O)的固定部位( 處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，所述光纖固定片(2)上的光纖光柵(4)呈松弛狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速響應(yīng)光纖光柵溫度傳感器，包括光纖光柵、用于固定光纖光柵的光纖固定片、光纖固定片內(nèi)置于封裝管、橫截面中心沿軸向開設(shè)通孔的第一光纜連接頭和第二光纜連接頭連接在封裝管的兩端，光纖固定片位于所述第一光纜連接頭和第二光纜連接頭之間，固定于光纖固定片上的光纖光柵分別穿過第一光纜連接頭和第二光纜連接頭的通孔；所述封裝管為其外壁沿軸向至少去除一面管壁材料的封裝管。本發(fā)明提供的光纖光柵溫度傳感器，一方面，封裝管部分區(qū)域厚度較大，對光纖光柵具有較強的保護強度；另一方面，大大提高了光纖光柵溫度傳感器對環(huán)境溫度的響應(yīng)速度。同時，該光纖光柵溫度傳感器封裝結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于實施。
文檔編號G01K11/32GK102213624SQ20101014109
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者何唯平, 夏懋寅, 張 杰, 錢洪衛(wèi), 陸宗源 申請人:上海啟鵬化工有限公司, 深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司