本實用新型涉及傳感器,具體涉及采用光纖光柵的溫度傳感器。
背景技術:
溫度是自然界最基礎的物理量之一,和人們的日常生活息息相關,是實際應用中需要控制和測量的主要參數。傳統的測溫方式主要采用熱電偶或熱敏電阻類測溫傳感器,這些傳感器存在受電磁干擾,易腐蝕,使用壽命短的缺點。
光纖光柵溫度傳感器通常采用片式、管式和聚合物封裝的方式,主要起到增敏和保護的作用。在實際應用中發現,管式和聚合物封裝的方式,不利于安裝,而且往往會影響傳感器的溫度響應時間。同時,普通的片式光纖光柵溫度傳感器在工作時會受到橫向應力,從而導致測量精度損失。
本實用新型的目的是為了克服普通的片式光纖光柵溫度傳感器在工作時會受到橫向應力,從而導致測量精度損失的問題,提供了一種貼片式光纖光柵溫度傳感器。
本實用新型的貼片式光纖光柵溫度傳感器,包括金屬基片和布拉格光纖光柵,還包括彈性結構部和安裝部;
金屬基片為具有彈性和弧形邊緣的金屬片,金屬基片的中軸處設有基體槽,該基體槽貫通金屬基片的兩端;
布拉格光纖光柵封裝于基體槽中;
金屬基片的兩側均通過對稱的彈性結構部固定有對稱的安裝部。
本實用新型的有益效果是:
1、光纖光柵溫度傳感器使用光纖光柵作為溫度感知單元,具有體積小、靈敏度高、耐腐蝕、抗電磁干擾等特點;
2、金屬基片整體使用的片狀結構帶有弧形邊緣,符合力學原理,能夠更好的保護貼片式光纖光柵溫度傳感器;
3、采用具有彈性的彈性結構部將安裝部和金屬基片主體相連,可以有效釋放貼片式光纖光柵溫度傳感器受到的橫向應力,提高測量精度。
附圖說明
圖1為本實用新型的貼片式光纖光柵溫度傳感器的結構示意圖。
具體實施方式
具體實施方式一
本實用新型的貼片式光纖光柵溫度傳感器,包括金屬基片1和布拉格光纖光柵2,還包括彈性結構部3和安裝部4;
金屬基片1為具有弧形邊緣的片狀結構且具有彈性,金屬基片1的中軸處設有基體槽5,該基體槽5貫通金屬基片1的兩端;
布拉格光纖光柵2封裝于基體槽5中;
金屬基片1的兩側均通過對稱的彈性結構部3固定有對稱的安裝部4。采用具有彈性的彈性結構部3將安裝部4和金屬基片1主體相連,可以有效釋放貼片式光纖光柵溫度傳感器受到的橫向應力,提高測量精度。
金屬基片1的材質選用高彈性不銹鋼,能夠對本實用新型的貼片式光纖光柵溫度傳感器起到增敏作用,整體使用的片狀結構帶有弧形邊緣,符合力學原理,能夠更好的保護貼片式光纖光柵溫度傳感器,當溫度變化時,金屬基片1因為熱脹冷縮原理發生形變,引起布拉格光纖光柵2長度改變,從而引起布拉格光纖光柵2中心波長的變化。而根據布拉格光纖光柵2中心波長的不同,分別對應不同的溫度。
具體實施方式二
本具體實施方式二與具體實施方式一的區別在于,金屬基片1為橢圓形的金屬片。金屬基片1整體外觀使用橢圓形結構,符合力學原理,能夠更好保護貼片式光纖光柵溫度傳感器本身。
具體實施方式三
本具體實施方式三與具體實施方式二或三的區別在于,金屬基片1的最大長度為36mm、最大寬度為14mm、厚度為0.8mm。
具體實施方式四
本具體實施方式四與具體實施方式一的區別在于,布拉格光纖光柵2的兩端均熔接有尾纖,尾纖長度為1.0m~3.0m,實際應用中一般可以為1.5m,且尾纖的外部套設有耐高溫光纖套管6。
具體實施方式五
本具體實施方式五與具體實施方式一或四的區別在于,布拉格光纖光柵2的表面設有聚酰亞胺涂覆層。聚酰亞胺耐高溫達400℃以上,長期使用溫度范圍-200~300℃,作為耐高溫涂料使用能夠令布拉格光纖光柵2具有良好的溫度適應性。
具體實施方式六
本具體實施方式六與具體實施方式六的區別在于,耐高溫光纖套管6通過膠黏劑固定在金屬基片1上。
具體實施方式七
本具體實施方式七與具體實施方式一的區別在于,布拉格光纖光柵2的兩端通過低溫玻璃焊料7與金屬基片1固定;低溫玻璃焊料7取代膠粘劑,可以有效消除蠕變,提高貼片式光纖光柵溫度傳感器長期使用穩定性。
具體實施方式八
本具體實施方式八與具體實施方式一的區別在于,彈性結構部3為環形結構。環形結構能夠令彈性結構部3具有彈性,可以有效釋放貼片式光纖光柵溫度傳感器受到的橫向應力,提高測量精度。
具體實施方式九
本具體實施方式九與具體實施方式一的區別在于,安裝部4為矩形,該矩形上設有凹槽。
具體實施方式十
本具體實施方式十與具體實施方式九的區別在于,安裝部4的凹槽長為4mm,寬為1.5mm,本貼片式光纖光柵溫度傳感器可以通過在凹槽處以點焊或膠粘等方式將自身固定在待測物體上。
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