專利名稱：波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器，特別是一種具有波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器。主要應用于建筑工程和其它結構件的應變和溫度的傳感檢測。
背景技術：
光纖光柵是一種制作在光纖上的具有窄帶反射特性的光學濾波器。由于石英光纖的彈性形變、熱膨脹特性及其熱光、彈光效應，它具有對溫度和應力的敏感特性。在一定的范圍內這一敏感特性是線性的，符合以下的關系Δλε/λ＝ε(1+γ) (1)ΔλT/λ＝(α+e)ΔT (2)式中ε為光纖的應變，γ為光纖材料的彈光系數，α為光纖材料的熱脹系數，ΔT為溫度變化量，e=1ndndt]]>為熱光系數。通過測量波長的變化根據上述的關系就能確定所感知的溫度和應力。利用這一特性可以將光纖光柵制作成應變傳感器和溫度傳感器，并衍生出測量壓力、加速度、流量、位移等其它物理量的傳感器。
光纖光柵用于傳感領域的主要優點在于抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、傳感頭不帶電，適合于強電和防電場合；可與光纖系統直接連接，并可多路復用，便于構成各種形式的光纖傳感網絡，尤其是采用波分復用技術構成的分布式光纖光柵傳感器陣列，可以進行大面積的多點測量；穩定性和可靠性好、體積小、精度高；便于埋入復合材料構件及大型工程建筑內部等，對結構的完整性、安全性、載荷疲勞、損傷程度等狀態進行連續實時監測。
光纖的主要成分是SiO2，用于制作光纖光柵的裸光纖又特別纖細，其外徑只有125微米左右，非常的脆弱，因此，若將其直接作為傳感元件應用于工程中，布設工藝難度很大。人們一般將其粘貼于一毛細管或薄片上制作成傳感元件，此舉雖然能夠在一定程度上解決上述問題，但其布設難度并沒有得到根本上的改變。而且，這種傳感元件，受到膠、毛細管或薄片的共同制約，受封裝工藝的影響很大，必須逐一進行標定，且線性度變差，傳感測量的量程減小；波長調諧也比較困難，不利于波分復用技術的應用，也就不利于進行大面積的多點測量，給實際應用帶來了不小的制約。
發明內容
為了克服上述缺點，本實用新型的目的是提供一種波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器。
本實用新型的技術方案如下一種波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，包括一含有光纖光柵的光纖段，其特征是該光纖段穿過保護套管、第一夾具中間的小孔和第二夾具中間的小孔，所述的保護套管的兩端分別以軟膠和膠粘劑與第一夾具、第二夾具相粘結，將含有光纖光柵的光纖段伸直并保證光纖光柵處于該保護套管的正中間，在兩小孔中填滿固定膠分別與第一夾具和第二夾具粘接固定構成一體，形成光纖光柵傳感器，所述的第一夾具和第二夾具的外側的外螺紋上設有微調螺帽。
所述的第一夾具和第二夾具各被裝在一由上固定塊和下固定塊構成的固定塊的固定槽中，該固定塊的上固定塊和下固定塊與第一夾具和第二夾具由緊固鏍釘緊固。
所述的第二夾具與保護套管之間采用焊結固定，或螺紋聯結固定。
所述的下固定塊和待測物體表面的固定采用焊接固定，或鏍釘緊固。
本實用新型的優點和特點如下①解決了光纖光柵傳感器的布設工藝難題；②由于本光纖光柵傳感器安裝后，其應變特性和溫度特性仍等同于光纖光柵，有利于光纖光柵傳感器的溫度補償，所以具有線性響應好、精度高、測量量程大的特點；③本光纖光柵傳感器具有波長微調的功能，有利于多路復用，便于構成各種形式的光纖傳感網絡，尤其是采用波分復用技術構成的分布式光纖光柵傳感器陣列，可以進行大面積的多點測量；④結構簡單，體積小，使用穩定可靠，具有良好的性價比，預期有很好的市場前景。
⑤適用于大型工程建筑及其它結構件的應變和溫度監測。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是本實用新型的安裝示意圖圖3是本實用新型安裝后的左、右視示意圖圖中1-第一夾具，2-保護套管，3-第二夾具，4-光纖光柵，5-第一小孔，6-第二小孔，7-固定膠，8-軟膠，9-膠粘劑，10-下固定塊，11-上固定塊，12-固定槽，13-緊固鏍釘，14-微調鏍帽，15-微調鏍紋
具體實施方式
先請參閱圖1、圖2和圖3所示，圖1、圖2和圖3為本實用新型的波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器的實施例，由圖可見，本實用新型波長可微調的光纖光柵傳感器，含有光纖光柵4的光纖段，該光纖段穿過保護套管2、第一夾具1中間的第一小孔5和第二夾具3中間的第二小孔6，所述的保護套管2的兩端分別以軟膠8和膠粘劑9與第一夾具1、第二夾具3相粘結，將含有光纖光柵4的光纖段伸直并保証光纖光柵4處于該保護套管2的正中間，在第一小孔5和第二小孔6中填滿固定膠7分別與第一夾具1和第二夾具3粘接固定構成一體，形成光纖光柵傳感器，所述的第一夾具1和第二夾具3的外側的外螺紋15上設有微調螺帽14。
所述的第一夾具1和第二夾具3各被裝在一由上固定塊11和下固定塊10構成的固定塊的固定槽12中，該固定塊的上固定塊11和下固定塊10與第一夾具1和第二夾具3由緊固鏍釘13緊固。
所述的第二夾具3與保護套管2之間采用焊結固定，或螺紋聯結固定。
所述的下固定塊10和待測物體表面的固定是焊接固定，或鏍釘緊固。
所述的第一小孔5、第二小孔6和保護套管2的直徑大于250微米，第一夾具1和第二夾具3及其所在的固定點即為光纖光柵傳感器的兩固定點。這樣，被測物體在外力、溫度作用下產生的應力、應變，即會傳遞到光纖光柵上，光纖光柵傳感器的波長隨之發生變化，從而測量出被測物體的應變和溫度變化。
權利要求1.一種波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，包括一含有光纖光柵(4)的光纖段，其特征是該光纖段穿過保護套管(2)、第一夾具(1)中間的第一小孔(5)和第二夾具(3)中間的第二小孔(6)，所述的保護套管(2)的兩端分別以軟膠(8)和膠粘劑(9)與第一夾具(1)、第二夾具(3)相粘結，將含有光纖光柵(4)的光纖段伸直并保證光纖光柵(4)處于該保護套管(2)的正中間，在第一小孔(5)和第二小孔(6)中填滿固定膠(7)分別與第一夾具(1)和第二夾具(3)粘接固定構成一體，形成光纖光柵傳感器，所述的第一夾具(1)和第二夾具(3)的外側的外螺紋(15)上設有微調螺帽(14)。
2.根據權利要求1所述的波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，其特征是所述的第一夾具(1)和第二夾具(3)各被裝在一由上固定塊(11)和下固定塊(10)構成的固定塊的固定槽(12)中，該固定塊的上固定塊(11)和下固定塊(10)與第一夾具(1)和第二夾具(3)由緊固鏍釘(13)緊固。
3.根據權利要求1所述的波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，其特征是所述的第二夾具(3)與保護套管(2)之間采用焊結固定，或螺紋聯結固定。
4.根據權利要求2所述的波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，其特征是所述的下固定塊(10)和待測物體表面的固定是焊接固定，或鏍釘緊固。
專利摘要一種波長可微調的軟封裝光纖光柵傳感器，一含有光纖光柵的光纖段，其特征是該光纖段穿過保護套管、第一夾具中間的小孔和第二夾具中間的小孔，所述的保護套管的兩端分別以軟膠和膠粘劑與第一夾具、第二夾具相粘結，將含有光纖光柵的光纖段伸直并保證光纖光柵處于該保護套管的正中間，在兩小孔中填滿固定膠分別與第一夾具和第二夾具粘接固定構成一體，形成光纖光柵傳感器，所述的第一夾具和第二夾具的外側的外螺紋上設有微調螺帽。本實用新型解決了光纖光柵傳感器的布設工藝難題，而且結構簡單，體積小，使用穩定可靠，具有良好的性價比，預期有很好的市場前景。
文檔編號G01D21/02GK2783269SQ200420114528
公開日2006年5月24日 申請日期2004年12月21日 優先權日2004年12月21日
發明者耿健新, 蔡海文, 黃沖, 方祖捷, 瞿榮輝 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所