[实用新型]一种光纤光栅温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种光纤光栅温度传感器。

背景技术

通过紫外写入技术，相位掩模写入法使得光纤某一段的折射率呈周期性的变化，该段折射率已经被改变的光纤称为光纤光栅。当光纤光栅所处环境的温度、压力、应变、振动等物理参量改变时，会造成通过光纤光栅或被光纤光栅反射的光波长改变。由于光纤光栅对温度、压力、应变、振动等多种物理参量具备灵敏特性，光纤光栅可被用作测量这些物理参量的传感器。根据具体测量要求，光纤光栅可通过不同封装形式而开发成温度、压力、应变或振动等各种传感器。

目前的光纤光栅主要以某种单一金属作为基底。以单一金属作为基底的光纤光栅温度传感器难以实现较低温度的测量，而且其灵敏度都不高，温度分辨率有限。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种灵敏度高、温度分辨率好的光纤光栅温度传感器。本实用新型的技术方案是：传感器包括：低膨胀合金基底，不锈钢基底，光纤光栅，基底焊台，不锈钢基底焊台，低膨胀合金基底置于不锈钢基底的下方，两基底右端面对齐并固定在一起，基底焊台和不锈钢基底焊台的中心开V型槽，光纤光栅两端沿轴向分别放在基底焊台和不锈钢基底焊台中心的V型槽根部。

所述的不锈钢基底的长度与光纤光栅长度之和等于低热膨胀合金基底的长度。

本实用新型具有优点和有益效果是：本实用新型以低热膨胀系数金属作为下基底，高热膨胀系数金属作为上基底，并将其一端对齐，对齐端面通过激光或氩弧焊接在一起。低热膨胀系数金属基底与高热膨胀系数金属基底长度之等于光纤光栅长度，将光纤光栅置于两基底之间，光栅两端分别固定在两基底上。本实用新型通过将热膨胀系数反差很大的两种基底进行有效的结构设计和有效构造，实现了光纤光栅对低温的测量，低温测量区间扩展到-100℃。并保证不低于30pm/℃的高灵敏度和高于0.03℃的分辨率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，传感器包括：低膨胀合金基底1，不锈钢基底2，光纤光栅3，基底焊台4，不锈钢基底焊台5，低膨胀合金基底1置于不锈钢基底2的下方，两基底右端面对齐并固定在一起，基底焊台4和不锈钢基底焊台5的中心开V型槽，光纤光栅3两端沿轴向分别放在基底焊台4和不锈钢基底焊台5中心的V型槽根部。

本实用新型的实施例的传感器主要包括低膨胀合金4J36基底1，不锈钢1Cr18Ni9Ti基底2，光纤光栅3，4J36基底焊台4，不锈钢1Cr18Ni9Ti基底焊台5，焊台中心开V型槽。

装配时按图1中所示将基底1置于下方，基底2置于上方，将两基底右端面对齐，采用激光焊接方式将基底1、基底2沿缝隙6焊接固定在一起。在装配传感器前，基底1和基底2表面进行镀铜镀锡处理，光纤光栅进行金属化处理。将光纤光栅两端沿轴向分别放在焊台4和焊台5中心的V型槽根部，并对光纤光栅进行预拉伸，将其中心波长调制1nm。最后将光栅两端分别焊接在焊台4、5中心的V型槽内。然后再做适当的外部封装即可制成适合低温测量的高灵敏度光纤光栅温度传感器。