[发明专利]光纤光栅温度传感器及其封装工艺

说明书

本发明公开了一种光纤光栅温度传感器，包括铝板、铝箔和光纤光栅，光纤光栅嵌入在铝板上的凹槽内，且光纤光栅两端用结构胶进行固定，铝箔盖在铝板上并对凹槽和光纤光栅进行密封；铝板和光纤光栅上均匀的涂覆有环氧树脂胶液；铝板和铝箔之间采用丙烯酸胶进行粘接；本发明在增敏封装的基础上进行改进，增加细槽和铝箔，并改变环氧树脂胶液的涂抹方式，从而改变封装方式，能迅速将温度传递给光纤光栅,降温的时候散热也快，同时,增加热膨胀效应对FBG的影响,提高温度灵敏度。

技术领域：

本发明涉及一种温度传感器，特别是涉及一种光纤光栅温度传感器。

背景技术：

随着航空科技迅速发展，可变体机翼将在某些型号飞机上得到应用，但目前尚无关于可变体机翼翼表温度检测方法的报道。同时可变体机翼多工作在低温、强电场、强磁场环境，其受电磁干扰性极强。而光纤光栅是一种光纤敏感、无源器件，具有抗电磁干扰性强、耐腐蚀、重量轻、无连接损耗等优点，越来越多地被应用到工程中的各个领域。光纤Bragg光栅本身纤细且其材料抗剪切能力差、易折断，若直接将光纤光栅作为传感元件是无法应用于实际工程中的，因此合理的封装工艺是光纤光栅在航空工程应用中的重点，必须对其进行封装以对光纤光栅的保护，改善其传感特性并且使其准确、实时、可靠测量系统内相应部位的温度。以合理的材料为基底进行通过带动作用来进行增敏，满足可变体机翼翼表温度检测范围特别是低温-60℃~0℃需求。然而目前国内还没有具体解决此类问题的方法与报道。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在增敏封装的基础上进行改进，增加细槽和铝箔，并改变环氧树脂胶液的涂抹方式，从而改变封装方式，能迅速将温度传递给光纤光栅,降温的时候散热也快，同时,增加热膨胀效应对FBG的影响,提高温度灵敏度的特点的光纤光栅温度传感器。

本发明的技术方案是：一种光纤光栅温度传感器，包括铝板、铝箔和光纤光栅，其特征是：所述光纤光栅嵌入在所述铝板上的凹槽内，且所述光纤光栅两端用结构胶进行固定，所述铝箔盖在所述铝板上并对所述凹槽和光纤光栅进行密封。

进一步的，所述铝板和光纤光栅上均匀的涂覆有环氧树脂胶液。

进一步的，所述铝板和铝箔之间采用丙烯酸胶进行粘接。

一种光纤光栅温度传感器的封装工艺，其步骤是：步骤一、在铝板上加工一条细槽；

步骤二、将光纤光栅放入铝板上开设的细槽中，且两端用结构胶将光纤固定，并且使光纤光栅处于松弛状态；

步骤三、将0.25ml的环氧树脂胶液均匀的涂覆在铝板和光纤光栅上，封装后再将整个试件放入恒温箱中保温，再恢复到室温，反复三次；

步骤四、通过Si425光纤光栅解调仪来测试光栅波长变化情况；

步骤五、铝箔盖在铝板上并对所述凹槽和光纤光栅进行密封。

进一步的，所述步骤一中，铝板的尺寸为：长450mm、宽40mm、高4mm；细槽的尺寸为：宽5mm、深1mm，长度为30mm。

进一步的，所述步骤三中，涂覆环氧树脂胶液前，先将环氧树脂胶液用真空阀抽真空，消除环氧树脂胶液中产生的气泡。

进一步的，所述步骤三中，保温过程为：采用DH410 ET恒温箱加热到60℃并保持30min。

进一步的，所述步骤五中，所述铝箔的尺寸为：长40mm、宽40mm，厚0.2mm；铝板与铝箔的连接方式为：用细砂纸将铝板表面打磨粗糙,并用试剂将表面处理清洗干净，最后选用丙烯酸胶将铝板和铝箔片均匀粘贴一起。

本发明的有益效果是：

1、本发明在增敏封装的基础上进行改进，增加细槽和铝箔，并改变环氧树脂胶液的涂抹方式，从而改变封装方式，能迅速将温度传递给光纤光栅,降温的时候散热也快，同时,增加热膨胀效应对FBG的影响,提高温度灵敏度。