[实用新型]一种耐高温全玻璃封装的光纤光栅温度传感器

说明书

本实用新型公开了一种耐高温全玻璃封装的光纤光栅温度传感器，包括光纤、光纤光栅、内玻璃柱、第一玻璃套筒、第二玻璃套筒、外玻璃壳体；光纤光栅固定在光纤上，内玻璃柱是光纤光栅的封装体，光纤和光纤光栅均封装于内玻璃柱的内部；第一玻璃套筒与内玻璃柱的右端配合，用于带动光纤光栅测量的一致性；第二玻璃套筒与内玻璃柱的左端配合，用于带动光纤光栅测量的一致性；外玻璃壳体为圆柱状壳体结构，内部包裹住内玻璃柱、第一玻璃套筒和第二玻璃套筒。本实用新型实现了玻璃全封装，耐腐蚀无老化；封装的玻璃材质两端设置有哑铃状玻璃套筒，带动了光纤光栅应变的一致性；解决了普通温度传感器高温失效的技术问题。

技术领域

本实用新型属于光电子封装与光纤光栅传感技术领域，具体涉及一种耐高温全玻璃封装的光纤光栅温度传感器。

背景技术

国内外许多研究者对光纤光栅传感机理和应用进行了深入的分析和研究，使得光纤光栅已经成为目前最具有挑战性和最具有发展前途的光无源器件。光纤光栅传感器以光为信号，具有抗电磁干扰能力强、尺寸小，耐温性好、远距离传输等优势，加之以光纤光栅的中心反射波长会随着外界温度的变化而产生波长漂移，因此，光纤光栅被广泛认为是一种理想的温度传感材料。

现有技术中存在的主要问题和缺陷包括：

现有的光纤光栅温度传感器的测温方法主要包括以下几种情况：(1)不加保护的普通裸光纤光栅自由状态放置在被测物体上，光纤光栅易受到碰撞等而折断、光纤光栅易受环境中的水汽侵袭而变得易断裂失效，而且普通光纤光栅不耐高温，温度超过200℃环境中，光纤光栅的反射谱逐渐衰退，无反射波长，测量失效；(2)光纤光栅封装在钢管等保护体内，钢管与被测物体接触固定，虽然光纤光栅得到保护，但钢管与内部的光纤光栅之间有空气，导致被测物体的温度传递到光纤光栅上有时间滞后，导致测量不准；(3)很多学者研究了“再生光纤光栅”，将普通光纤光栅放在800℃及以上高温环境下，光纤光栅的反射谱逐渐衰退，但继续处于此高温环境下，光纤光栅的反射片又会逐渐出现，虽然反射谱的强度比衰退前低很多，但仍能够出现反射波长，此后继续处于高温环境中，反射谱不再衰退消失，故被称为“再生光纤光栅”。但再生光纤光栅是经过高温环境处理后的光纤光栅，其已经脆化固结，无法移动取出，无法拿到需要测温的对象上。

因此，亟需提供一种封装技术，在保证传感器耐500℃及以上高温的同时，又能解决光纤光栅因高温催化固结导致无法移动的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种耐高温全玻璃封装的光纤光栅温度传感器，实现了玻璃全封装，耐腐蚀无老化；封装的玻璃材质两端设置有哑铃状玻璃套筒，带动了光纤光栅应变的一致性；采用“再生光纤光栅”，使得传感器可以长期在500℃及以上高温环境下稳定测量，解决了普通温度传感器高温失效的技术问题。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种耐高温全玻璃封装的光纤光栅温度传感器，包括光纤、光纤光栅、内玻璃柱、第一玻璃套筒、第二玻璃套筒、外玻璃壳体；所述光纤光栅固定在光纤上，所述内玻璃柱是光纤光栅的封装体，所述光纤和光纤光栅均封装于内玻璃柱的内部；所述第一玻璃套筒与内玻璃柱的右端配合，用于带动光纤光栅测量的一致性；所述第二玻璃套筒与内玻璃柱的左端配合，用于带动光纤光栅测量的一致性；所述外玻璃壳体为圆柱状壳体结构，内部包裹住内玻璃柱、第一玻璃套筒和第二玻璃套筒。

优选地，所述光纤为二氧化硅材质的玻璃光纤，所述内玻璃柱为与光纤相同的玻璃材质，在高温熔融状态下与光纤光栅结合。

优选地，所述光纤光栅采用飞秒激光刻写在光纤内，浇注熔点在800℃及以上的液态高温玻璃，并长期保持高温，直至形成再生光纤光栅后，形成融入内玻璃柱的耐高温光纤光栅，用于实现高温测量。

优选地，所述第一玻璃套筒、第二玻璃套筒均为与内玻璃柱相同的玻璃材质。