[分享]光纖光柵溫度傳感特性研究 [復制鏈接]

光纖光柵金屬基片式封裝結(jié)構(gòu)及其溫度傳感特性研究 > xc7Hr~  
Z#n!=kTTm  
一、引言 q#8$@*I  
7y4!K$c$  
光纖光柵這一新型光子器件自其問世起就一直為人們所重視。近年來，光纖光柵在傳感和通信領(lǐng)域的應(yīng)用研究尤為引人注目。作為傳感元件，光纖光柵將被感測信息轉(zhuǎn)化為其反射波長的移動，即用波長編碼，因此不受光源功率波動和系統(tǒng)損耗的影響。此外，光纖光柵具有可靠性好、抗電磁干擾、抗腐蝕等特點。光纖光柵溫度傳感器由于具有上述優(yōu)點使其能夠應(yīng)用于其它類型的溫度傳感器所不適合的場所，如：材料或結(jié)構(gòu)溫度場的直接監(jiān)測、高溫高壓環(huán)境下溫度的測量、測量精度要求較高的場合以及光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度補償?shù)�。正是由于這些原因使得光纖光柵溫度傳感器越來越受到人們的重視。本文通過對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研制了一種新穎的光纖光柵溫度封裝結(jié)構(gòu)并研究了該結(jié)構(gòu)封裝光纖光柵的溫度傳感特性。 Jgf73IX[  
~AD%aHR  
二、金屬基片式封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計及理論分析
UuNcBzB2d  
kJ;fA|(I  
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計 Nb))_+/  
sj)$o94=  
在光纖光柵溫度傳感器的設(shè)計中應(yīng)該考慮以下幾個方面：首先，由于光纖光柵的溫度系數(shù)較小，其單獨作為溫度傳感單元的靈敏度不高，為了提高靈敏度可將光纖光柵粘貼于熱膨脹系數(shù)較大的基底材料上；其次，在設(shè)計中還要考慮實際應(yīng)用中溫度與應(yīng)力的糾纏問題；最后就是傳感器封裝過程中材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計要能夠保證傳感器在實際使用中的安全性和穩(wěn)定性。綜合以上因素我們設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)解決了溫度測量過程中的應(yīng)力糾纏問題并且在充分保護光纖光柵的基礎(chǔ)上提高了靈敏度，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。 $;9zD11  
/Dn,;@ZwAi  
在一個長40mm，寬10mm的薄鐵片上開一個對稱結(jié)構(gòu)的槽（金屬基片的尺寸根據(jù)待測構(gòu)件的大小以及應(yīng)用環(huán)境酌情考慮），這樣金屬基片就形成了內(nèi)外兩個矩形結(jié)構(gòu)（見圖1），然后在內(nèi)部的矩形上開一個橫向的凹槽用來放置光纖光柵（見圖1），在使用的過程中，把光纖光柵用選配的環(huán)氧樹脂膠粘試劑剛性的對稱粘貼于金屬基片的中心部位上，整個結(jié)構(gòu)只通過外層矩形結(jié)構(gòu)與待測構(gòu)件進行固定，從而保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受應(yīng)力的作用，來完成溫度的獨立測量。 sT.