適用于高真空環境的光纖光柵溫度傳感器的制作方法

本實用新型屬于溫度傳感器領域，具體涉及一種適用于高真空環境的光纖光柵溫度傳感器。

背景技術：

隨著我國航天器型號研制要求不斷提高，對在地面模擬空間環境下測量航天器的溫度，實時監測航天器結構溫度與在軌進行航天器健康狀態診斷的需求已經非常迫切。光纖光柵溫度傳感技術可以滿足大型復雜衛星及大型結構件(如網狀天線、桁架結構、太陽翼、機械臂等)地面空間環境試驗與在軌健康狀態診斷方面的應用需求。

人們常常直接將裸光纖光柵作為溫度傳感器直接應用，但裸光纖光柵非常脆弱，極易遭受破壞，無法完成溫度傳感工作。因此，在工業領域，光纖光柵溫度傳感器需要進行封裝，封裝技術的主要作用是保護和增敏，目前常用的封裝方式，都是采用封閉式圓套管形狀的封裝結構，應用于大氣常壓環境。

然而，航天器在地面模擬空間環境試驗與在軌運行環境時，航天器均處于高真空(小于1.0×10^-4Pa)環境，我們希望光纖光柵溫度傳感器在高真空環境下，具有較高機械強度、較長使用壽命，與此同時，還希望光纖光柵溫度傳感器具被測溫精度高、重復性好的特點。但由于封裝圓套管的封閉式結構，封閉式圓套管內外部壓差不一致，內部壓力(約為1.0×10⁵Pa)，外部壓力(小于1.0×10^-4Pa)，封閉式套管內部氣體向套管兩端膨脹，氣體推動套管兩端粘接劑，導致粘接在套管兩端的光纖發生蠕動，拉扯刻在光纖上的光柵，導致光纖光柵溫度傳感器測溫精度降低，測溫重復性指標差。

因此，設計和發明一種能夠適應高真空(小于1.0×10^-4Pa)環境的適用于高真空環境的光纖光柵溫度傳感器，在高真空環境下溫度監測領域中具有很高的實用價值。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是要提供一種能夠適應高真空環境的光纖光柵溫度傳感器，旨在解決光纖光柵溫度傳感器在高真空環境下封裝套管內外壓差不一致導致測溫精度不高、重復性差問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

適用于高真空環境的光纖光柵溫度傳感器，包括封裝套管、封裝套管表壁泄壓孔、光纖松套管、封裝套管內部的光纖光柵、保護套，光纖光柵的光纖一端穿過封裝套管，封裝套管的一側面表壁上留有泄壓孔，光纖光柵的去涂覆層柵區留在封裝套管內部的中央位置，兩光纖松套管套設于暴露在封裝套管兩端的光纖上，并穿入封裝套管內部，部分置于封裝套管兩端，在封裝套管注入密封膠，將光纖松套管、光纖與封裝套管粘接固定，封裝套管、光纖松套管與套設在光纖松套管外側兩端的保護套通過密封膠粘接固定。

其中，所述的封裝套管表面噴涂高發射率涂層或不噴涂高發射率涂層。

其中，所述的封裝套管形狀為圓形或方形，優選所述的封裝套管形狀為圓形。

其中，所述的封裝套管表壁上設置有至少1個泄壓孔。

其中，所述的封裝套管表壁泄壓孔位置置于封裝套管表壁的任意位置，優選中央位置。

其中，所述的封裝套管表壁泄壓孔形狀為圓形、三角形或矩形，且所述的封裝套管表壁泄壓孔孔徑介于0.1～1mm之間，開孔面積介于0.01mm²～4mm²之間。

本實用新型具有結構簡單、設計小巧、使用方便、封裝套管內外壓差一致、測溫精度高、重復性好等優點，解決了光纖光柵溫度傳感器在高真空環境下封裝套管內外壓差不一致導致測溫精度不高、重復性差問題，在高真空環境下溫度監測領域中具有很高的實用價值。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型的一個示例性實施例的光纖光柵溫度傳感器結構爆炸示意圖，其中封裝套管10、光纖松套管30和保護套50處于分離的狀態。

其中，10為封裝套管、20為封裝套管表壁泄壓孔、30為光纖松套管、40為封裝套管內部光纖光柵、50為保護套。

圖2示出了根據本實用新型的一個示例性實施例的光纖光柵溫度傳感器結構處于連接狀態立體示意圖。

圖3是圖2的剖面示意圖。

圖4示出了根據本實用新型的一個示例性實施例的封裝套管10的立體示意圖。

圖5是圖4的剖面示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖對本實用新型的光纖光柵溫度傳感器結構的結構進行詳細說明，但該描述僅僅示例性的，并不旨在對本發明的保護范圍進行任何限制。

如圖1至圖3所示，適用于高真空環境的光纖光柵溫度傳感器，包括封裝套管(10)、封裝套管表壁泄壓孔(20)、光纖松套管(30)、封裝套管內部光纖光柵(40)、保護套(50)。光纖光柵(40)的光纖一端穿過封裝套管(10)，封裝套管一側表壁留有泄壓孔(20)，將光纖光柵(40)的去涂覆層柵區留在封裝套管(10)內部中央位置，光纖松套管(30)套設于暴露在封裝套管兩端的光纖，并穿進封裝套管內部置于封裝套管(10)兩端，在封裝套管(10)兩注入密封膠，將光纖松套管(30)、光纖與封裝套管(10)粘接固定，最后，將封裝套管(10)、光纖松套管(30)與套設在光纖松套管(30)外部兩側的保護套(50)通過密封膠粘接固定。

圖4和圖5是示出根據本實用新型的一個示例性實施例的10的立體示意圖，其中10為封裝套管，20為封裝套管表壁泄壓孔。其中封裝套管表壁泄壓孔20數量為1個，位置位于封裝套管側表壁中央位置，形狀為圓形，孔徑為0.3mm。

本實用新型具有結構簡單、設計小巧、使用方便、封裝套管內外壓差一致、測溫精度高、重復性好等優點，解決了光纖光柵溫度傳感器在高真空環境下封裝套管內外壓差不一致導致測溫精度不高、重復性差問題，在高真空環境下溫度監測領域中具有很高的實用價值，保障了航天器地面光纖力熱測試綜合試驗24小時連續可靠運行，滿足型號測溫需求。

盡管上文對本實用新型的具體實施方式給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以依據本實用新型的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的保護范圍之內。