一種高溫光纖傳感器的膠封方法及裝置與流程

本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種高溫光纖傳感器的膠封方法及裝置。

背景技術：
高溫光纖傳感器能在高溫環境下仍然能保持著對溫度和應變測量的準確性，但裸露的光纖抗拉、抗折性能較差，所以對光纖的封裝是很有必要的，尤其是工程應用的情況下，更應該要對光纖光柵進行封裝保護。常規的封裝方式是采用高溫粘接，即利用高溫粘接劑將光纖與試驗件的表面進行粘接。但是手工的涂膠方式經常會遇到如下問題：(1)膠條的形狀差別大，(2)膠條的厚度差別大，(3)高溫膠固化時間長，一般高溫膠的固化時間要超過24小時，大大的增加了實驗周期。膠條的形狀和厚度差異為高溫光纖傳感器的使用帶來了諸多不確定性，不僅會對光纖傳感器的精確測量產生影響，甚至會導致光纖傳感器測量失效。因此，現有技術中存在對封裝周期短、封裝的膠條的形狀和厚度均勻的封裝技術的需要。

技術實現要素：
本發明的實施例提供了一種高溫光纖傳感器的膠封方法及裝置，能夠大大縮短膠封周期，而且能制作出形狀和厚度均勻的膠條，消除不同膠條形狀和厚度對光纖傳感器測量的影響，提高光纖傳感器的測量精確性。根據本發明的一個方面，提供了一種高溫光纖傳感器的膠封方法，包括：S1、將膠封模具和高溫光纖傳感器分別置于試驗件的上表面上，所述高溫光纖傳感器位于所述膠封模具與所述試驗件之間形成的中空結構內，并從光纖通過孔伸出；所述膠封模包括柱形結構、以及位于所述柱形結構兩端的端面，所述光纖通過孔設置于所述端面與試驗件上表面之間形成的接觸線上；S2、從所述膠封模具上部的液體膠注入孔注入高溫膠，直至所述高溫膠充滿所述膠封模具；S3、待所述高溫膠固化后，去掉所述膠封模具，得到膠封所述高溫光纖傳感器的膠條。優選地，所述膠封模具兩端的端面為曲面。優選地，所述膠封模具的內壁上設置有膠膜，以便于所述高溫膠固化后從所述膠封模具脫落。優選地，所述高溫光纖傳感器設置于所述膠封模具的軸線上，所述光纖通過孔位于所述接觸線的中點。優選地，所述柱形結構的橫截面為由橢圓弧形和直線構成的封閉圖形，所述封閉圖形的對稱軸垂直于所述試驗件的上表面，所述橢圓弧形的圓心角不大于180°。優選地，所述膠封模具的兩側分別設置有伸出端，用于將所述膠封模具固定在所述試驗件的上表面上。優選地，所述膠封模具的上部均勻地設置有偶數個液體膠注入孔；步驟S2具體為：先從所述膠封模具上部中間的兩個液體膠注入孔注入高溫膠，然后分別向兩邊的高溫膠注入孔注入高溫膠，直至所述高溫膠充滿所述膠封模具；或者，所述膠封模具的上部均勻地設置有奇數個液體膠注入孔，且所述奇數不小于3；驟S2具體為：先向所述膠封模具上部中間的高溫膠注入孔注入高溫膠，然后分別向兩邊的高溫膠注入孔注入高溫膠，直至所述高溫膠充滿所述膠封模具。優選地，步驟S3之前還包括：采用固化燈對注入高溫膠的所述膠封模具進行高溫固化。優選地，去掉所述膠封模具后，所述膠封方法進一步包括：采用固化燈照射所述膠條，直至所述膠條表面的膠膜完全脫落。優選地，所述的膠封方法進一步包括：步驟S1之前，將所述試驗件設置在固定凹槽的凹槽中；所述固定凹槽包括固定本體、以及設置在所述固定本體的任一平面內的凹槽；所述試驗件的上表面與所述平面齊平，所述高溫光纖傳感器的光纖從所述膠封模具的兩端伸出后，在所述平面上延伸，從而使得所述高溫光纖傳感器的光纖保持伸直狀態。根據本發明的另一個方面，提供了一種高溫光纖傳感器的膠封裝置，包括：膠封模具；所述膠封模具為凹腔結構，包括柱形結構、以及位于所述柱形結構兩端的端面；所述膠封模具可拆卸地設置在試驗件的上表面上，并與試驗件之間形成中空結構；所述膠封模具的上部設置有液體膠注入孔；所述端面與所述試驗件之間的接觸線上設置有光纖通過孔。優選地，所述端面為曲面。優選地，所述的膠封裝置還包括膠膜，所述膠膜設置在所述膠封模具的內壁上，以便于高溫膠固化后從所述膠封模具脫落。優選地，所述高溫光纖傳感器設置于所述膠封模具的軸線上，所述光纖通過孔位于所述接觸線的中點。優選地，所述柱形結構的橫截面為由橢圓弧形和直線構成的封閉圖形，所述封閉圖形的對稱軸垂直于所述試驗件的上表面，所述橢圓弧形的圓心角不大于180°。優選地，所述膠封模具的兩側分別設置有伸出端，用于將所述膠封模具固定在所述試驗件的上表面上。優選地，所述膠封模具的上端均勻地設置有兩個或多個液體膠注入孔。優選地，所述的膠封裝置進一步包括：固化燈；所述固化燈固定地設置在所述膠封模具的兩側，用于對注入高溫膠的所述膠封模具進行高溫固化。優選地，所述固化燈為“Π”形結構，所述“Π”形結構的一端設置在所述膠封模具的一側，所述“Π”形結構的另一端設置在所述膠封模具的另一側。優選地，所述“Π”形結構的三個內側面均勻地設置有固化燈單元。優選地，所述的膠封裝置進一步包括：固定凹槽；所述固定凹槽包括固定本體、以及設置在所述固定本體的任一平面內的凹槽；所述凹槽用于容置所述試驗件，所述試驗件的上表面與所述平面齊平；所述高溫光纖傳感器的光纖從所述膠封模具的兩端伸出后，在所述平面上延伸，從而使得所述高溫光纖傳感器的光纖保持伸直狀態。本發明實施例的高溫光纖傳感器的膠封方法，包括：將膠封模具和高溫光纖傳感器分別置于試驗件的上表面上，高溫光纖傳感器位于膠封模具與試驗件之間形成的中空結構內，并從膠封模具兩端的光纖通過孔伸出；從膠封模具上部的液體膠注入孔注入高溫膠，直至高溫膠充滿膠封模具；待高溫膠固化后，去掉膠封模具，得到膠封高溫光纖傳感器的膠條。本發明的膠封方法，通過采用膠封模具進行膠封，保證膠封得到的膠條的形狀和厚度均勻，消除不同膠條形狀和厚度對光纖傳感器測量的影響，提高光纖傳感器的測量精確性；本發明還采用固化燈對對注入高溫膠的膠封模具進行高溫固化，大大縮短了膠封周期。本發明實施例還提供了一種高溫光纖傳感器的膠封，具有上述膠封方法的所有有益效果。附圖說明圖1為根據本發明的高溫光纖傳感器的膠封方法的流程圖；圖2為本發明的膠封模具的示意圖；圖3為根據本發明的高溫光纖傳感器的膠封裝置的一個實施例示意圖；圖4為根據本發明的高溫光纖傳感器的膠封裝置的再一個實施例示意圖；圖5為根據本發明的高溫光纖傳感器的膠封裝置的又一個實施例示意圖；圖6為根據本發明的固化燈的示意圖。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優選實施例，對本發明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節僅僅是為了使讀者對本發明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節也可以實現本發明的這些方面。常規的封裝方式多采用高溫粘接劑將光纖傳感器的光纖與試驗件的表面膠封在一起。但是采用手工涂膠的膠封方式時，膠條的形狀和厚度差別大，影響光纖傳感器的測量精確性，甚至會導致光纖傳感器測量失效。本發明通過采用膠封模具進行膠封，保證膠封得到的膠條的形狀和厚度均勻，能夠消除不同膠條形狀和厚度對光纖傳感器測量的影響，提高光纖傳感器的測量精確性。為了應對手工涂膠時膠條的形狀和厚度差別大的問題，本發明提供了一種高溫光纖傳感器的膠封方法的實施例，如圖1所示。根據本發明的實施例，高溫光纖傳感器的膠封方法的流程起始于步驟S1。在步驟S1中，分別將膠封模具和高溫光纖傳感器放置在試驗件的上表面上。膠封模具為凹腔結構，包括柱形結構、以及位于柱形結構兩端的端面，膠封模具的上部設置有液體膠注入孔。膠封模具具有凹腔的一側朝向試驗件的上表面，膠封模具與試驗件之間形成中空結構。為了將膠封模具穩定地固定在試驗件的上表面上，根據本發明的優選實施例，膠封模具的兩側分別設置有伸出端。膠封模具兩端的端部上還設置有光纖通過孔，該光纖通過孔位于端面與試驗件之間形成的接觸線上。高溫光纖傳感器位于該中空結構內，高溫光纖傳感器的光纖從膠封模具兩端的光纖通過孔伸出。優選地，高溫光纖傳感器設置于膠封模具的軸線上，光纖通過孔位于端面與試驗件之間形成的接觸線的中點。膠封模具與試驗件之間形成的中空結構用于容置注入的高溫膠形成膠條，從而將高溫光纖傳感器膠封在試驗件的上表面。膠封模具沿著高溫光纖傳感器延伸方向的長度為膠封模具的高度，膠封模具與試驗件之間形成的中空結構沿著垂直于試驗件上表面的方向的長度為膠條的厚度。膠條的形狀和厚度取決于膠封模具的凹腔結構的形狀和大小，即膠條的形狀取決于膠封模具的形狀和大小。本發明中采用統一的膠封模具膠封高溫光纖傳感器，能夠保證膠封得到的膠條的形狀相同，從而消除由于膠條形狀不均勻對高溫光纖傳感器測量精確性的影響。為了保證膠條厚度的相同，膠封模具的橫截面可以是大小相同的方形。但是，方形結構的膠封模具得到的膠條具有直角凸起，在長期使用過程中該直角凸起容易被損壞，使得膠條的厚度發生變化，不同位置的膠條的厚度也有可能不一樣，影響高溫光纖傳感器性能的穩定性。為了保證長期使用過程中膠條的厚度，本發明中膠封模具的主體部分采用柱形結構，即柱形結構的橫截面為弧線形，一方面能夠保證沿著高溫光纖傳感器延伸方向的任意位置處的膠條的厚度相同，消除由于膠條厚度不均勻對高溫光纖傳感器測量精確性的影響，另一方面能避免由于具有直角凸起對高溫光纖傳感器測量精確性的影響，提高長期使用過程中高溫光纖傳感器的穩定性。根據本發明的優選實施例，柱形結構的橫截面為由橢圓弧形和直線構成的封閉圖形，封閉圖形的對稱軸垂直于試驗件的上表面，橢圓弧形的圓心角不大于180°。膠封模具的端面一方面用于封閉膠封模具的兩端，另一方面用于提供用于穿過高溫光纖傳感器的光纖的光纖通過孔。若膠封模具的端面垂直于試驗件的上表面，能夠保證最終形成的膠條的厚度完全相同，提高高溫光纖傳感器的測量精確性。但是，采用這種結構的膠封模具得到的膠條為柱體結構，在長期使用過程中膠條兩端的直角凸起容易被損壞，使得高溫光纖傳感器的性能隨著直角凸起的損壞而發生變化，即高溫光纖傳感器的性能不穩定。為了避免這種情況，本申請中膠封模具兩端的端面并非垂直于試驗件的上表面，而是曲面，該曲面用于實現柱體結構與試驗件表面的過渡，使得膠條的表面形狀平滑過渡。曲面處形成的膠條的厚度小于位于柱形結構處的膠條的厚度，不利于降低由于膠條厚度不一致對高溫光纖傳感器性能的影響，因此應當在保證長期使用過程中膠條厚度穩定的基礎上盡量減小曲面相對于柱形結構橫截面的突出高度。為了便于高溫膠固化后從膠封模具脫落，根據本發明的優選實施例，膠封模具的內壁上設置有膠膜。S2、從膠封模具上部的液體膠注入孔注入高溫膠，直至高溫膠充滿膠封模具。膠封模具的上部設置有液體膠注入孔，液體膠注入孔的數量可以根據膠封需求進行設計。制作好的高溫膠要攪拌均勻后再進行使用。注入高溫膠時，應盡量按照從中間向兩邊的順序進行。膠封模具的上部可以均勻地設置偶數個液體膠注入孔；從膠封模具上部的液體膠注入孔注入高溫膠時，先從膠封模具上部中間的兩個液體膠注入孔注入高溫膠，然后分別向兩邊的高溫膠注入孔注入高溫膠，直至高溫膠充滿所述膠封模具。膠封模具的上部也可以均勻地設置不小于3各的奇數個液體膠注入孔；從膠封模具上部的液體膠注入孔注入高溫膠時，先向膠封模具上部中間的高溫膠注入孔注入高溫膠，然后分別向兩邊的高溫膠注入孔注入高溫膠，直至高溫膠充滿所述膠封模具。S3、待高溫膠固化后，去掉膠封模具，得到膠封高溫光纖傳感器的膠條。在高溫膠固化時，可以采用自然固化的方式，但是這種固化方式速度慢，膠封周期長，不利于提高膠封效率。因此，根據本發明的優選實施例，步驟S3之前采用固化燈對注入高溫膠的膠封模具進行高溫固化，待高溫膠固化后，去掉膠封模具，即可得到膠封高溫光纖傳感器的膠條。優選地，若膠封模具的內壁上還設置有膠膜，則去掉所述膠封模具后，采用固化燈照射膠條，直至膠條表面的膠膜完全脫落。為了保證高溫光纖傳感器的光纖處于甚至狀態，以提高高溫光纖傳感器的精確性，優選地，步驟S1之前，將試驗件設置在固定凹槽的凹槽中；該固定凹槽包括固定本體、以及設置在固定本體的任一平面內的凹槽。試驗件容置與凹槽中，其上表面與凹槽所在平面齊平，高溫光纖傳感器的光纖從膠封模具的兩端伸出后，在該平面上延伸。本發明中，高溫光纖傳感器的膠封裝置如圖2-6所示。高溫光纖傳感器的膠封裝置，包括：膠封模具100。本發明中的膠封模具100為凹腔結構，包括柱形結構102、以及位于柱形結構102兩端的端面103；膠封模具100可拆卸地設置在試驗件200的上表面上，并與試驗件200之間形成中空結構；膠封模具100的上部設置有液體膠注入孔104；端面103與試驗件200之間的接觸線上設置有光纖通過孔105。優選地，根據本發明的膠封裝置還包括膠膜，膠膜設置在膠封模具的內壁上，以便于高溫膠固化后從膠封模具脫落。優選地，柱形結構102兩端的端面103為曲面。優選地，高溫光纖傳感器300設置于膠封模具100的軸線上，光纖通過孔105設置于端面103與試驗件200之間的接觸線的中點。優選地，柱形結構102的橫截面為由橢圓弧形和直線構成的封閉圖形，封閉圖形的對稱軸垂直于試驗件200的上表面，橢圓弧形的圓心角不大于180°。優選地，膠封模具的兩側分別設置有伸出端101，用于將膠封模具固定在試驗件200的上表面上。優選地，膠封模具100的上端均勻地設置有兩個或多個液體膠注入孔104。優選地，膠封裝置進一步包括：固化燈500。固化燈500固定地設置在膠封模具100的兩側，用于對注入高溫膠的膠封模具100進行高溫固化。優選地，固化燈500為“Π”形結構，“Π”形結構的一端設置在膠封模具100的一側，“Π”形結構的另一端設置在膠封模具100的另一側。優選地，“Π”形結構的三個內側面均勻地設置有固化燈單元。優選地，膠封裝置進一步包括：固定凹槽400。固定凹槽400包括固定本體、以及設置在固定本體的任一平面內的凹槽。凹槽用于容置試驗件200，試驗件200的上表面與平面齊平；高溫光纖傳感器300的光纖從膠封模具100的兩端伸出后，在平面上延伸，從而使得高溫光纖傳感器100的光纖保持伸直狀態。與現有技術相比，本發明實施例通過采用膠封模具進行膠封，保證膠封得到的膠條的形狀和厚度均勻，消除不同膠條形狀和厚度對光纖傳感器測量的影響，提高光纖傳感器的測量精確性。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。