[发明专利]一种光纤光栅温湿度传感器封装结构

说明书

一种光纤光栅温湿度传感器封装结构，包括湿度传感器结构、温度传感器、传感器封装盒体、传感器封装上盖以及其他附属零件。该传感器封装结构在光纤光栅温湿度传感器测定环境温度、湿度方面发挥了重要作用，其综合考虑了结构在环境温度、湿度和结构应力等因素下对传感器灵敏度、误差等产生的影响，同时还充分考虑了通风和散热，以提高传感器的响应时间。

技术领域

本发明涉及一种光纤光栅温湿度传感器封装结构，属于光纤传感技术领域。

背景技术

湿度传感器被广泛地应用于众多领域，如工业控制、医药生产、农业种植、气象探测以及食品存储等。在这些领域实现对湿度的快速、准确的测量具有重要意义。市场上成熟的电学式湿度传感器产品，如电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器具有测量精度高、响应速度快等优点，但长期稳定性及互换性较差，并且在某些特殊应用场合(例如强电磁环境、油气检测环境)中会失效，甚至引发安全事故，因此，在一些易燃易爆的场合需要一种无源检测的湿度传感器。

光纤传感器是一种典型的无源器件，将其用于湿度检测是一种理想的选择。目前，光纤湿度传感器主要包括传光式湿度传感器、传感式湿度传感器和光纤光栅式湿度传感器。传光式湿度传感器结构简单、使用方便，但其测量精度不高，应用范围有限；传感式湿度传感器尺寸小、结构紧密、易于集成，但测量范围较窄，目前处于实验室研究阶段；光纤光栅式湿度传感器结构更加简单，传感信息检测方便，只需测量波长的变化，而且具有很高的测量精度，较短的响应时间，同时光纤光栅可方便实现温湿度同时检测，具有良好的检测效果。

光纤光栅湿度传感器的敏感元件是与湿敏材料共同起作用的光纤光栅。由于光纤光栅的该种特性，其对来自于外界的作用力特别敏感，尤其是作用于传感器结构上沿光栅轴向的力。当外界作用力发生变化时，光纤光栅会随之发生形变，进而影响其工作精度。另外，光纤光栅湿度传感器的湿敏材料需能够快速响应环境湿度的变化。因此结构方案要使传感器的光纤光栅避免外界作用力的干扰，以保证其精度，同时，在对传感器起保护作用的同时，还要保证湿敏材料与外界空气充分地接触，以提高传感器的响应速率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种光纤光栅温湿度传感器封装结构，解决了传感器响应速率、光栅免应力和传感器封装的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括：

一种光纤光栅温湿度传感器封装结构，包括：湿度传感器结构、传感器封装盒体、传感器封装上盖、温度传感器、光纤法兰盘和挂钩；

所述传感器封装盒体内表面有用于安装所述湿度传感器结构的个第一凸台，所述第一凸台侧面开有螺纹孔，所述湿度传感器结构的侧面设置有光孔，光孔中设置有T形胶垫，湿度传感器结构的背面通过硅胶粘接于传感器封装盒体内，第一螺钉通过螺纹孔，穿过T形胶垫，固定住湿度传感器结构；

所述传感器封装盒体内表面设置有用于安装温度传感器的个第二凸台，所述第二凸台顶面开有螺纹孔，所述温度传感器通过温度传感器压块限制在第二凸台之间；所述温度传感器压块上开有通孔，所述通孔与所述第二凸台顶面的螺纹孔轴向重合，通过第二螺钉将所述温度传感器固定；

所述传感器封装盒体的一端开有个用于安装光纤法兰盘的光纤法兰孔，光纤法兰盘通过第三螺钉安装于光纤法兰孔内，个光纤法兰盘分别用于光纤输入和光纤输出；所述湿度传感器结构和所述所述温度传感器之间通过光纤连接；

所述传感器封装盒体和所述传感器封装上盖匹配，且表面均开有通风孔。

所述湿度传感器结构包括湿度传感器支架和湿度传感器；

所述湿度传感器支架包括宽槽段、窄槽段和连接宽槽段与窄槽段的凹陷段，宽槽段上开有宽槽，窄槽段上开有窄槽，宽槽段和窄槽段的端面上沿槽向的设置有用于湿度传感器标定的螺纹孔；窄槽段的侧面还设置有安装T形胶垫的光孔；