一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器制造技術

本發明專利技術提供了一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，包括：光纖光柵，所述光纖光柵采用II型光纖光柵；保護套管，所述保護套管包裹所述光纖光柵；耐高溫陶瓷膠，所述耐高溫陶瓷膠粘附在所述保護套管的外側；APC光纖接頭，所述APC光纖接頭的一端與裸露在所述保護套管一端的所述光纖光柵相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底，所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘與被測構件粘附測量所述構件的形變程度。這種光纖光柵應變傳感器的封裝方法不僅有效保護了光纖光柵，而且可以提高光纖光柵的應變靈敏度?；谶@種封裝方法的耐高溫光纖光柵應變傳感器能夠為高溫環境下大型結構的表面提供大應變量程和高精度測量的手段。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光纖傳感
，特別涉及一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器。
技術介紹
通常，光纖光柵是近幾年發展最為迅速的新一代光無源器件，在光纖通信和光纖傳感等相關領域發揮著越來越重要的作用。以光纖光柵為傳感元件研制的應變傳感器，具有靈敏度高、體積小、耐腐蝕、抗電磁輻射等優點。目前的光纖光柵應變傳感器封裝方式主要有基片式、嵌入式和管式封裝等。這些封裝方式具有結構簡單、易于安裝等優點。但容易產生應變傳遞損耗，使得測量精度有所降低；而且由于膠粘劑直接接觸光纖光柵區域，容易產生反射波長多峰值的現象。對于光纖光柵應變傳感器的增減敏問題，特別是光纖光柵的應變增敏技術，國內外已有較多的研究，而且取得了較大的進展。但是目前已有的增敏技術結構較為復雜，增減敏方式單一，實際增敏系數與理論值相差比較大，難以實現工程應用。因此，需要一種能有效地耐高溫光纖光柵應變傳感器來解決上述問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，其中，所述傳感器包括：光纖光柵，所述光纖光柵采用II型光纖光柵；保護套管，所述保護套管包裹所述光纖光柵；耐高溫陶瓷膠，所述耐高溫陶瓷膠粘附在所述保護套管的外側；APC光纖接頭，所述APC光纖接頭的一端與裸露在所述保護套管一端的所述光纖光柵相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底，所述耐高溫鋼基底包括兩部分，分別為第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底呈L型，L型鋼基底的上部為傾斜結構，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底L型上部的傾斜結構分別固定所述保護套管的兩端；所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘與被測構件粘附測量所述構件的形變程度。優選的，所述保護套管的長度為40mm。優選的，所述第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底L型底部的長度為15mm。優選的，所述耐高溫陶瓷膠的溫度范圍為-195～1093℃。優選的，所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的增減敏系數通過調整增減敏系數的值來改變所述傳感器的應變測量敏度，Lf為所述第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底之間的光纖光柵的長度，L為所述第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底之間的距離。優選的，當所述K<1時，所述傳感器為傾斜結構的耐高溫光纖光柵增敏型傳感器。優選的，當K>1時，所述傳感器為傾斜結構的耐高溫光纖光柵減敏型傳感器。優選的，所述的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的應變增敏系數為其中，被測構件表面發生形變，其應變ε1＝ΔL/L時，微變量ΔL由于傳感結構的剛性作用，直接集中加到長度為l的光纖光柵上，則長度為l的光纖光柵所承受的應變大小εFBG為根據幾何關系，Δlcosθ＝ΔL，θ為光纖光柵與被測構件表面的夾角。應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本專利技術所要求保護內容的限制。附圖說明參考隨附的附圖，本專利技術更多的目的、功能和優點將通過本專利技術實施方式的如下描述得以闡明，其中：圖1示出了本專利技術的一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的結構示意圖。圖2a和圖2b示出了本專利技術的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的增敏型和減敏型的結構示意圖。具體實施方式通過參考示范性實施例，本專利技術的目的和功能以及用于實現這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本專利技術并不受限于以下所公開的示范性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本專利技術的具體細節。在下文中，將參考附圖描述本專利技術的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。圖1示出了本專利技術的一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的結構示意圖。如圖1所示，一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器100包括：光纖光柵101，所述光纖光柵101采用II型光纖光柵101；保護套管102，所述保護套管102包裹所述光纖光柵101；耐高溫陶瓷膠103，所述耐高溫陶瓷膠103粘附在所述保護套管102的外側；APC光纖接頭104，所述APC光纖接頭104的一端與裸露在所述保護套管102一端的所述光纖光柵101相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底105，所述耐高溫鋼基底105包括兩部分，分別為第一耐高溫鋼基底105a和第二耐高溫鋼基底105b，所述第一耐高溫鋼基底105a和第二耐高溫鋼基底105b呈L型，L型鋼基底的上部為傾斜結構，所述第一耐高溫鋼基底105a和第二耐高溫鋼基底105bL型上部的傾斜結構分別固定所述保護套管102的兩端；所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘103與被測構件粘附測量所述構件的形變程度。優選的，所述保護套管102的長度為40mm。優選的，所述第一耐高溫鋼基底105a和所述第二耐高溫鋼基底105bL型底部的長度為15mm。優選的，所述耐高溫陶瓷膠103的溫度范圍為-195～1093℃。圖2a和圖2b示出了本專利技術的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的增敏型和減敏型的結構示意圖。本專利技術的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器200包括：光纖光柵201，所述光纖光柵201采用II型光纖光柵201；保護套管202，所述保護套管202包裹所述光纖光柵201；耐高溫陶瓷膠203，所述耐高溫陶瓷膠203粘附在所述保護套管202的外側；APC光纖接頭204，所述APC光纖接頭204的一端與裸露在所述保護套管202一端的所述光纖光柵201相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底205，所述耐高溫鋼基底205包括兩部分，分別為第一耐高溫鋼基底205a和第二耐高溫鋼基底205b，所述第一耐高溫鋼基底205a和第二耐高溫鋼基底205b呈L型，L型鋼基底的上部為傾斜結構，所述第一耐高溫鋼基底205a和第二耐高溫鋼基底205bL型上部的傾斜結構分別固定所述保護套管202的兩端；所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘203與被測構件206粘附測量所述構件的形變程度。傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器200的封裝部件為兩個耐高溫鋼基底205，分別為第一耐高溫鋼基底205a和第二耐高溫鋼基底205b，設兩個耐高溫鋼基底205固定支點之間的距離為L，兩個封裝部件之間的光纖光柵201長度為Lf，則傾斜結構的耐高溫光纖光柵201應變傳感器的增減敏系數通過調整增減敏系數的值來改變所述傳感器的應變測量敏度，Lf為所述第一耐高溫鋼基底205a和所述第二耐高溫鋼基底205b之間的光纖光柵201的長度，L為所述第一耐高溫鋼基底205a和所述第二耐高溫鋼基底205b之間的距離。如圖2a所示，圖中Lf為所述第一耐高溫鋼基底205a和所述第二耐高溫鋼基底205b之間的光纖光柵的長度，Lf＝15mm，L為所述第一耐高溫鋼基底205a和所述第二耐高溫鋼基底205b之間的距離，L＝20mm。其中的第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底之間的光纖光柵的長度Lf小于第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底之間的距離L，即K<1，傳感器為傾斜結構的耐高溫光纖光柵增敏型傳感器。傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器的應變增敏系數為其中，被測構件206表面發生形變，其應變ε1＝ΔL/L時，微變量ΔL由于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，其中，所述傳感器包括：光纖光柵，所述光纖光柵采用II型光纖光柵；保護套管，所述保護套管包裹所述光纖光柵；耐高溫陶瓷膠，所述耐高溫陶瓷膠粘附在所述保護套管的外側；APC光纖接頭，所述APC光纖接頭的一端與裸露在所述保護套管一端的所述光纖光柵相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底，所述耐高溫鋼基底包括兩部分，分別為第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底呈L型，L型鋼基底的上部為傾斜結構，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底L型上部的傾斜結構分別固定所述保護套管的兩端；所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘與被測構件粘附測量所述構件的形變程度。

【技術特征摘要】
1.一種傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，其中，所述傳感器包括：光纖光柵，所述光纖光柵采用II型光纖光柵；保護套管，所述保護套管包裹所述光纖光柵；耐高溫陶瓷膠，所述耐高溫陶瓷膠粘附在所述保護套管的外側；APC光纖接頭，所述APC光纖接頭的一端與裸露在所述保護套管一端的所述光纖光柵相連，另一端連接所述電源；耐高溫鋼基底，所述耐高溫鋼基底包括兩部分，分別為第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底呈L型，L型鋼基底的上部為傾斜結構，所述第一耐高溫鋼基底和第二耐高溫鋼基底L型上部的傾斜結構分別固定所述保護套管的兩端；所述傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器通過所述耐高溫陶瓷膠粘與被測構件粘附測量所述構件的形變程度。2.根據權利要求1所述的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，其中，所述保護套管的長度為40mm。3.根據權利要求1所述的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器，其中，所述第一耐高溫鋼基底和所述第二耐高溫鋼基底L型底部的長度為15mm。4.根據權利要求1所述的傾斜結構的耐高溫光纖光柵應變傳感器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：祝連慶，楊潤濤，何巍，董明利，婁小平，張鈺民，劉鋒，
申請(專利權)人：北京信息科技大學，
類型：發明
國別省市：北京;11