[实用新型]一种全玻璃封装的光纤光栅应变片

说明书

本实用新型公开了一种全玻璃封装的光纤光栅应变片，光纤粘贴在第一玻璃板的表面中间位置，第一光纤光栅采用相位掩膜法刻写于光纤的纤芯内，第二光纤光栅采用相位掩膜法刻写于光纤的纤芯内；第一玻璃液浇筑固定在第一光纤光栅上，第二玻璃液浇筑固定在第二光纤光栅的两端；第一玻璃板用作预先固定光纤的基板；第二玻璃板的中间刻有空心玻璃槽，第二玻璃板盖在第一玻璃板上，与第一玻璃板一起固定住夹在中间部位的光纤；热熔玻璃液涂覆在第二玻璃板上，用于作为固定液使用。本实用新型解决了传统应变片腐蚀老化导致传感器失效的问题，实现了应变片的全玻璃封装，极大提高了应变片在严峻环境中的工作寿命。

技术领域

本实用新型属于光纤光栅传感技术领域，具体涉及一种全玻璃封装的光纤光栅应变片。

背景技术

应变片作为位移、加速度、压力等光纤光栅传感器(FBG)的测量核心部件，在各自的测量领域具有极其重要的地位。与传统电磁类传感器相比，光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、可远距离传输、体积小重量轻、传输容量大、测量范围广等突出优点。

现有技术中存在的主要问题包括：

目前，光纤光栅传感器的应变片多以金属作为基底，使用环氧树脂粘合剂对光栅部分进行封装。光纤自身的材质为二氧化硅，比起传统的金属制传感器具有更稳定、耐腐蚀且寿命更长的优点。然而作为封装基底的材料和使用的粘合剂材料都不是玻璃材质。传感器作为一个整体对目标进行监测，传感器自身任何一个部位的破坏都有可能造成整体的测量失真。环氧树脂的老化脱落以及封装基底遭到环境的腐蚀，都会导致光纤光栅传感器的失效。可以说目前的光纤光栅传感器器件寿命都严重受限于封装体的有效时间。通常来说环氧树脂的使用时间只有2-3年，如果使用环境非常恶劣，使用时间还会大大缩短。虽然目前有金属化封装、用激光焊接封装应变片的改良技术，但也只是相对延缓了光纤光栅传感器的使用时长。

因此，目前的应变片封装技术严重影响了所封装光栅的使用寿命，使整个光纤光栅传感器提前失效。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种全玻璃封装的光纤光栅应变片，解决了传统应变片腐蚀老化导致传感器失效的问题，实现了应变片的全玻璃封装，极大提高了应变片在严峻环境中的工作寿命。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种全玻璃封装的光纤光栅应变片，包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、光纤、第一玻璃液、第二玻璃液、第一玻璃板、第二玻璃板、热熔玻璃液和空心玻璃槽；所述光纤粘贴在第一玻璃板的表面中间位置，所述第一光纤光栅采用相位掩膜法刻写于光纤的纤芯内，所述第二光纤光栅采用相位掩膜法刻写于光纤的纤芯内；所述第一玻璃液浇筑固定在第一光纤光栅上，所述第二玻璃液浇筑固定在第二光纤光栅的两端；所述第一玻璃板用作预先固定光纤的基板；所述第二玻璃板的中间刻有空心玻璃槽，第二玻璃板盖在第一玻璃板上，与第一玻璃板一起固定住夹在中间部位的光纤；所述热熔玻璃液涂覆在第二玻璃板上，用于作为固定液使用。

优选地，所述光纤为二氧化硅材质制造的玻璃光纤，采用两根单模光纤串接而成。

优选地，所述第一光纤光栅用作测量光栅，所述第二光纤光栅处于自由弯曲状态，用作温补光栅。

优选地，所述空心玻璃槽位于第二玻璃板盖在第一玻璃板上后正对第二光纤光栅的部位，用于隔绝热熔玻璃液。

优选地，所述第一玻璃板和第二玻璃板的四角均设有倒圆角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)与现有的光纤光栅应变片相比，该应变片采用了与自身材质相同的玻璃封装，应变片整体都为玻璃材质，耐腐蚀不老化，克服了因为环氧树脂与基底老化腐蚀造成的应变片寿命减短问题。

(2)为后续制造全玻璃封装的传感器提供了基础。