一種光纖光柵溫濕度傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光纖光柵傳感器技術領域，具體涉及一種光纖光柵溫濕度傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷進步，光纖光柵傳感測量技術已經成為國民經濟發展的重要推動力，并在軍事、科研、醫療以及工業生產等領域得到了廣泛應用。眾所周知，光纖光柵傳感器具有體積小、抗干擾、檢測精度高等優點，可以用來測量溫度、應力、應變、加速度、濕度等環境參量，也可通過單根光纖實現對多個物理參量的同時測量。在進行多參量的測量時，前人通常在一根光纖上刻蝕兩個布拉格光纖光柵進行溫度與應變的測量、或溫度與濕度的測量，其本質為利用多個布拉格光纖光柵反射波波長的漂移進行多參量的測量，難免出現串聯干擾問題，對解調儀要求偏高。在已有的利用長周期光纖光柵測量濕度參量的研究報道中，通常采用聚酰亞胺作為濕敏材料，但常常缺乏關于溫度交叉敏感因素的改善方法。另夕卜，考慮礦用光纖光柵傳感器的具體應用背景，實際中也缺少一種針對多參量測量光纖光柵的有效封裝方法。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種光纖光柵溫濕度傳感器，其結構簡單，實現方便，采用單根光纖實現了溫度濕度的同時測量，并徹底解決了串聯干擾問題，在濕度測量時解決了溫度的交叉敏感問題，其封裝結構穩定性好，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:包括光纖光柵和封裝柱殼，所述光纖光柵包括光纖、光刻在其中半根光纖上的布拉格光柵和光刻在另外半根光纖上的長周期光柵，所述布拉格光柵的中部涂覆有鋁薄膜，所述長周期光柵的中部涂覆有負折射率溫度系數的塑料覆層，所述塑料覆層的外表面上涂覆有濕敏材料薄膜；所述封裝柱殼包括套裝在布拉格光柵和長周期光柵交界處的封裝隔板、套裝在鋁薄膜外部的溫度封裝柱殼和套裝在濕敏材料薄膜外部的濕度封裝柱殼，所述溫度封裝柱殼靠近封裝隔板的一端與封裝隔板粘接，所述溫度封裝柱殼的另一端連接有套裝在布拉格光柵上的溫度封裝套帽，所述濕度封裝柱殼靠近封裝隔板的一端與封裝隔板粘接，所述濕度封裝柱殼的另一端連接有套裝在長周期光柵上的濕度封裝套帽。
[0005]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述濕敏材料薄膜為聚酰亞胺薄膜。
[0006]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述溫度封裝柱殼由鋁合金制成，所述溫度封裝柱殼的中心設有供涂覆有鋁薄膜的一段布拉格光柵穿過的第一布拉格光柵過孔，所述溫度封裝柱殼的側面開有多個與第一布拉格光柵過孔相連通的溫度檢測透氣孔，所述溫度封裝柱殼與溫度封裝套帽連接的一端外壁上設置有溫度封裝柱殼外螺紋，所述溫度封裝套帽與溫度封裝柱殼螺紋連接。
[0007]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述溫度封裝套帽與溫度封裝柱殼螺紋連接的一端為敞口端且內壁上設置有溫度封裝套帽內螺紋，所述溫度封裝套帽的另一端為封閉端且設置有供布拉格光柵穿過的第二布拉格光柵過孔。
[0008]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述濕度封裝柱殼由不銹鋼制成，所述濕度封裝柱殼的中心設有供涂覆有塑料覆層和濕敏材料薄膜的一段長周期光柵穿過的第一長周期光柵過孔，所述濕度封裝柱殼的側面開有多個與第一長周期光柵過孔相連通的濕度檢測透氣孔，所述濕度封裝柱殼與濕度封裝套帽連接的一端外壁上設置有濕度封裝柱殼外螺紋，所述濕度封裝套帽與濕度封裝柱殼螺紋連接。
[0009]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述濕度封裝套帽與濕度封裝柱殼螺紋連接的一端為敞口端且內壁上設置有濕度封裝套帽內螺紋，所述濕度封裝套帽的另一端為封閉端且設置有供長周期光柵穿過的第二長周期光柵過孔。
[0010]上述的一種光纖光柵溫濕度傳感器，其特征在于:所述封裝隔板由兩塊結構相同的半圓柱形隔板對接而成，所述半圓柱形隔板的底面中心位置處設置有半圓形的凹槽。
[0011]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0012]1、本實用新型的結構簡單，實現方便。
[0013]2、本實用新型采用布拉格光柵測量溫度，溫度變化影響布拉格光柵反射波波長中心；采用長周期光柵測量濕度，而濕度變化影響長周期光柵透射波波長中心；因此，一透一反的測量結構可將溫度與濕度所對應的中心波長進行有效區分，徹底解決了串聯干擾問題。
[0014]3、本實用新型在采用長周期光柵測量濕度時，采用了負折射率溫度系數的塑料覆層有效解決了溫度的交叉敏感問題。
[0015]4、本實用新型針對礦用光纖光柵傳感器的應用背景，溫度測量布拉格光柵采用導熱性較好的鋁合金材料封裝，而濕度測量的長周期光柵采用導熱性相對較差的不銹鋼材料封裝，能夠進一步提高該光纖光柵溫濕度傳感器溫度與濕度測量的響應精度與分辨率。
[0016]5、本實用新型的穩定性好，實用性強，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實用新型結構簡單，實現方便，采用單根光纖實現了溫度濕度的同時測量，并徹底解決了串聯干擾問題，在濕度測量時解決了溫度的交叉敏感問題，其封裝結構穩定性好，實用性強，便于推廣使用。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的裝配圖。
[0020]圖2為本實用新型光纖光柵的結構示意圖。
[0021]圖3為本實用新型溫度封裝柱殼的結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型溫度封裝套帽的結構示意圖。
[0023]圖5為本實用新型濕度封裝柱殼的結構示意圖。
[0024]圖6為本實用新型濕度封裝套帽的結構示意圖。
[0025]圖7為本實用新型封裝隔板的結構示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]I一溫度封裝柱殼；1-1一第一布拉格光柵過孔；
[0028]1-2—溫度檢測透氣孔；1-3—溫度封裝柱殼外螺紋；
[0029]2—溫度封裝套帽；2-1 —溫度封裝套帽內螺紋；
[0030]2-2一第二布拉格光棚■過孔；3—濕度封裝柱殼；
[0031]3-1 —第一長周期光柵過孔；3-2—濕度檢測透氣孔；
[0032]3-3—濕度封裝柱殼外螺紋；4一濕度封裝套帽；
[0033]4-1 —濕度封裝套帽內螺紋；4-2—第二長周期光柵過孔；
[0034]5-1一布拉格光極；5-2一招薄膜；
[0035]5-3—塑料覆層；5-4—濕敏材料薄膜；
[0036]5-5一長周期光柵；6—封裝隔板；
[0037]6-1一半圓柱形隔板。
【具體實施方式】
[0038]如圖1?圖7所示，本實用新型包括光纖光柵和封裝柱殼，所述光纖光柵包括光纖、光刻在其中半根光纖上的布拉格光柵5-1和光刻在另外半根光纖上的長周期光柵5-5，所述布拉格光柵5-1的中部涂覆有鋁薄膜5-2，所述長周期光柵5-5的中部涂覆有負折射率溫度系數的塑料覆層5-3，所述塑料覆層5-3的外表面上涂覆有濕敏材料薄膜5-4 ;所述封裝柱殼包括套裝在布拉格光柵5-1