差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器制造技術

本實用新型專利技術差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，包括上基底、位于上基底下方的下基底、第一光纖光柵、第二光纖光柵，該下基底為L形，該上基底設有穿孔，L形的下基底的短邊嵌入穿孔，且下基底上端面和上基底的上端面平齊，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的一端固定在下基底上端面，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的另一端分別固定在上基底上端面，該上基底的熱膨脹系數比下基底的熱膨脹系數小。本實用新型專利技術可2倍提高光纖光柵溫度傳感器靈敏度，抗電磁干擾能力強，穩定性好，適用于高精度及高靈敏度測溫需求的場合，具有廣闊的應用前景。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器
本技術涉及一種溫度傳感器，尤其涉及一種差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器。
技術介紹
常用的溫度監測方式分為在線監測和離線監測兩種。離線監測通常由工作人員采用紅外熱像儀定期或不定期監測，在線監測可采用鉬電阻、光纖測溫及光纖光柵測溫。紅外熱像儀基于被測對象所輻射的紅外線并將熱像顯示在熒光屏上，從而準確檢測到對象表面的溫度分布情況，測溫結果受測溫距離、角度、環境溫濕度等因素的影響，數據需要人員記錄，自動化程度不高；鉬電阻的測溫精度較高，但價格昂貴，在進行準分布式測溫時需要過多的金屬導線傳輸信號，對于強電磁輻射的環境，測量的穩定性較差；光纖測溫抗電磁干擾、抗輻射和抗腐蝕能力強，能夠進行分布式測量，但是光纖測溫精度較低，定位精度較差；光纖光柵具有光纖測溫相同的優點，能夠實現準分布式測量，而且通過合理的結構增敏封裝其測溫精度能夠顯著提高，進而滿足不同測溫條件的需求。光纖光柵的結構增敏措施主要包括金屬增敏及聚合物增敏，現有金屬增敏封裝結構單一而且靈敏度較低，聚合物封裝靈敏度高，但遲滯效應大，傳感器性能難以控制。因此，通過改進封裝結構，提供一種靈敏度高、遲滯效應小、測溫精度高的光纖光柵溫度傳感器尤為必要。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種靈敏度高、遲滯效應小、測溫精度高的差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器。為實現本技術目的，提供以下技術方案本技術提供一種差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，其包括上基底、位于上基底下方的下基底、通過連接光纖串聯的第一光纖光柵和第二光纖光柵，該下基底為L形，該上基底設有穿孔，L形的下基底的短邊嵌入穿孔，且下基底上端面和上基底的上端面平齊，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的一端固定在下基底的上端面，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的另一端分別固定在上基底上端面，該上基底的熱膨脹系數比下基底的熱膨脹系數小。本技術利用具有不同熱膨脹系數的上、下基底伸縮時導致兩個光纖光柵波長差的變化調諧溫度，自動補償基底遲滯，可2倍提高光纖光柵溫度傳感器靈敏度，抗電磁干擾能力強，穩定性好，適用于高精度及高靈敏度測溫需求的場合，具有廣闊的應用前景。—些實施方式中，該上基底和下基底的上端面設有粘接點，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的兩端分別固定在所述粘接點。一些實施方式中，該上基底采用熱膨脹系數小的鈦鋼基底。一些實施方式中，該下基底采用熱膨脹系數大的鋁合金基底。一些實施方式中，該上基底下方設有與下基底形狀相配合的凹槽，該L形的下基底的長邊置于凹槽內。該結構使上、下基底在熱膨脹變形中兩者位置關系更穩定，使第一光纖光柵和第二光纖光柵的波長差變化調諧更精確，提高該光纖光柵溫度傳感器的靈敏度和精確度。一些實施方式中，該上基底為長方體，該形狀使上、下基底之間的配合更好。長方體的上基底可以完全包裹下基底。—些實施方式中，該上基底與下基底的一側端面對齊。一些實施方式中，該上基底與下基底端面對齊的一側用螺絲固定，該結構確定上、下基底的一側相對位置固定，而上、下基底同時向另一側熱膨脹變形。一些實施方式中，該第一光纖光柵和第二光纖光柵位于上基底的縱向中心軸線上。該設置使傳感器精確度更高。一些實施方式中，該第一光纖光柵和第二光纖光柵具有相同中心波長、制作工藝和預拉伸波長。對比現有技術，本技術具有以下優點本技術所提供的一種差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器結構緊密，制作方便，測量結果不受電磁干擾影響，突出優點為可兩倍提高現有單一材料封裝增敏的光纖光柵溫度傳感器的靈敏度，同時通過差動特性大幅消減遲滯，測溫精度高，滿足對測溫精度要求較高的應用場合的需求。附圖說明圖I為本技術差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器的結構示意圖；圖2是本技術差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器的俯視圖；圖3是本技術差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器的側視圖。具體實施方式請參閱圖f 3，本技術差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，其包括上基底I、位于上基底I下方的下基底2、第一光纖光柵3、第二光纖光柵4,該上基底I為長方體,該下基底2為L形，該上基底I下方設有與下基底2形狀相配合的凹槽(未標示)，以及設置有穿孔(未標示)，該L形的下基底2的長邊置于凹槽內，L形的下基底2的短邊嵌入穿孔，長方體的上基底I完全包裹下基底2,且下基底2上端面和上基底I的上端面平齊。該上基底I的熱膨脹系數比下基底2的熱膨脹系數小，在本實施例中，該上基底I采用熱膨脹系數較小的鈦鋼基底，該下基底2采用熱膨脹系數較大的鋁合金基底。在滿足加工條件情況下，上基底I和下基底2還可以靈活選擇其他的熱膨脹系數相差較大的材料。該上基底和下基底的上端面設有粘接點，第一光纖光柵3左端和第二光纖光柵4右端固定在上基底I的表面粘接點，第一光纖光柵3右端與第二光纖光柵4左端固定于下基底2的表面粘接點，粘接劑采用穩定性高的固化膠，粘接后的第一光纖光柵3與第二光纖光柵4位于上基底I和下基底2的中心軸線上。具體的，該第一光纖光柵3與該第二光纖光柵4具有相同中心波長、制作工藝及預拉伸波長，通過連接光纖5串聯。第一光纖光柵3左端固定在上基底I的左端粘接點，另一端固定在下基底2短邊粘接點上，第二光纖光柵4兩端分別固定在上基底I的右端粘接點和下基底2的短邊粘接點上，粘接劑采用穩定性高的固化膠，粘接后的第一光纖光柵3與第二光纖光柵4位于上基底I和下基底2的縱向中心軸線上。該上基底I與下基底2的一側端面對齊，該上基底I與下基底2端面對齊的一側用細紋螺絲6固定，該使確定上、下基底的一側相對位置固定。在本實施例中，所述上基底I為長方體，長度為40mm,寬6mm,高度5mm ;所述下基底2為“L”形,長度為30mm,寬4mm,長邊厚2mm,短邊厚3mm。該上基底I下方設有形狀大小與下基底2形狀相配合的矩形凹槽及穿孔,凹槽長40mm,寬4mm,高度2mm,穿孔長5mm,寬4_，高3_。下基底2長邊置于矩形凹槽內，短邊嵌入穿孔。本技術利用具有不同熱膨脹系數的上、下基底伸縮時導致兩個光纖光柵波長差的變化調諧溫度，自動補償基底遲滯，可2倍提高光纖光柵溫度傳感器靈敏度，抗電磁干擾能力強，穩定性好，適用于高精度及高靈敏度測溫需求的場合，具有廣闊的應用前景。本技術根據第一光纖光柵3與第二光纖光柵4波長的差值解調溫度信號，可以在前述增敏效果的基礎上倍增靈敏度，實現二次增敏，同時大大降低基底遲滯的影響，理想情況下消除遲滯。以上所述僅為本技術的較佳實施例，本技術的保護范圍并不局限于此，任何基于本技術技術方案上的等效變換均屬于本技術保護范圍之內。權利要求1.一種差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，其包括上基底、位于上基底下方的下基底、第一光纖光柵、第二光纖光柵，該下基底為L形,該上基底設有穿孔，L形的下基底的短邊嵌入穿孔，且下基底上端面和上基底的上端面平齊，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的一端固定在下基底的上端面，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的另一端分別固定在上基底上端面，該上基底的熱膨脹系數比下基底的熱膨脹系數小。2.如權利要求I所述的差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，該上基底和下基底的上端面設有粘接點，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的兩端分別固定在所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種差動結構增敏的光纖光柵溫度傳感器，其特征在于，其包括上基底、位于上基底下方的下基底、第一光纖光柵、第二光纖光柵，該下基底為L形，該上基底設有穿孔，L形的下基底的短邊嵌入穿孔，且下基底上端面和上基底的上端面平齊，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的一端固定在下基底的上端面，該第一光纖光柵和第二光纖光柵的另一端分別固定在上基底上端面，該上基底的熱膨脹系數比下基底的熱膨脹系數小。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：金向朝，李紅玲，陳勉，蘇杏志，林峻，謝志楊，劉根才，麥洪，舒乃秋，李洪濤，李玲，關向雨，吳曉文，
申請(專利權)人：廣東電網公司佛山供電局，武漢大學，
類型：實用新型
國別省市：