專利名稱：一種光纖布拉格光柵的聲發(fā)射傳感器的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖布拉格光柵的聲發(fā)射傳感器的封裝方法，封裝完成的傳感器主要用于聲發(fā)射檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵傳感技術(shù)是傳感家族中的新成員，它正以傳統(tǒng)電傳感器無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)飛速發(fā)展，刷新著人們?cè)趥鞲蓄I(lǐng)域的傳統(tǒng)觀念。光纖光柵抗電磁干擾、耐腐蝕、輕巧、靈敏度高、便于復(fù)用和組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)使它能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的在強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境中，在大型結(jié)構(gòu)多點(diǎn)健康檢測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。但是光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng)易受溫度、應(yīng)變、壓力等物理量的影響而產(chǎn)生漂移，如果要利用光纖光柵進(jìn)行傳感，需要適當(dāng)?shù)姆庋b技術(shù)，增加其敏感度，以利于檢測(cè)解調(diào)。 另一方面，光纖光柵傳感技術(shù)雖然適合應(yīng)用在很多惡劣的環(huán)境中，但是由于光纖光柵本身纖細(xì)柔軟、質(zhì)脆、容易被損壞，因此，對(duì)裸光纖光柵進(jìn)行保護(hù)性封裝，是將光纖光柵傳感器在實(shí)際應(yīng)用中推廣的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于研制滿足航空、航天領(lǐng)域需要的體積小、質(zhì)量輕光纖光柵傳感器具有重要的意義。它能對(duì)柵區(qū)、光纖接頭焊點(diǎn)及引纖加以保護(hù)，以提高光纖光柵傳感器的可靠性和使用壽命。現(xiàn)有的光纖光柵傳感器及其封裝技術(shù)的研究主要都是應(yīng)用在測(cè)量應(yīng)力和溫度上的。如中國(guó)專利CN1595081A “光纖光柵鋼管封裝溫度傳感器”、CN201497490U “碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料封裝的光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感器”等，這些封裝方法無(wú)法直接應(yīng)用于光纖光柵作為聲發(fā)射檢測(cè)的傳感器的封裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光纖布拉格光柵的聲發(fā)射傳感器的封裝方法，該方法具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉，封裝后的光纖光柵傳感器體積小質(zhì)量輕，靈敏度和可靠性好，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的正常工作的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟1 為了使光纖光柵與有機(jī)玻璃基底緊密結(jié)合，使封裝效果達(dá)到最佳，要將光纖布拉格光柵柵區(qū)兩側(cè)的涂覆層去掉，露出裸光纖，并用丙酮或酒精清洗柵區(qū)。用熔接機(jī)將光纖布拉格光柵的一端與聲發(fā)射傳感系統(tǒng)的輸入光纖相熔接。步驟2 用細(xì)砂紙把有機(jī)玻璃基底表面拋光，并用丙酮或酒精將其擦拭干凈。這樣做的好處是減少有機(jī)玻璃的表面反射，也可以使裸光纖與有機(jī)玻璃基底結(jié)合得更加緊密。步驟3 拉直光纖，放入有機(jī)玻璃基底ImmX 32mm X Imm的槽中，兩端先用502膠固定。待兩端的502膠凝固后，在光柵柵區(qū)處滴加少量502膠，使柵區(qū)緊貼著有機(jī)玻璃基底固定。最后在槽中添加大量502膠，使其完全覆蓋密封整條光柵。分步加膠可以使光柵筆直緊貼地固定在有機(jī)玻璃基底上，提高了靈敏度和可靠性。外層膠的密閉封裝可以有效的保護(hù)光柵柵區(qū)，提高使用壽命。步驟4 將光纖保護(hù)套管固定在有機(jī)玻璃邊緣3mmX8mmXl. 5mm的槽內(nèi)，可以有效的避免套管和光纖過(guò)渡區(qū)域意外折斷的危險(xiǎn)。步驟5 光纖光柵的尾纖，可以做切斷處理；也可以留出幾個(gè)厘米的一小段，繞圈打結(jié)后，粘貼在傳感器側(cè)面即可。所述有機(jī)玻璃基底材料的尺寸為40mmX IOmmX 4mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明提出的封裝方法，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，封裝后的光纖光柵傳感器體積小質(zhì)量輕，靈敏度和可靠性好，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的正常工作。(2)本發(fā)明選用有機(jī)玻璃作為光纖光柵聲發(fā)射傳感器的封裝材料，有別于光纖光柵溫度和應(yīng)力傳感器所用的有機(jī)高分子材料和金屬材料。聲發(fā)射波能在有機(jī)玻璃材料中各向同性地傳播，損耗極低，這就優(yōu)于有機(jī)高分子封裝材料；并且它的熱膨脹系數(shù)小，這就優(yōu)于金屬封裝材料。另外，根據(jù)檢測(cè)器件表面外形的不同，有機(jī)玻璃也能方便地加工成不同形狀，來(lái)緊貼各種器件表面，提高測(cè)量精度和可靠性。


圖1是光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝結(jié)構(gòu)示意中1、保護(hù)套管，2、光纖，3、光纖布拉格光柵，4、有機(jī)玻璃，5、尾纖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，加工一塊40mmX10mmX4mm的長(zhǎng)方體帶凹槽的有機(jī)玻璃4基底，有機(jī)玻璃基底4表面中線上有兩個(gè)尺寸分別為lmmX32mmX Imm和3mmX8mmX 1. 5mm的槽； 將光纖布拉格光柵3柵區(qū)兩側(cè)的涂覆層去掉，露出裸光纖，并用丙酮或酒精清洗柵區(qū)；用熔接機(jī)將光纖布拉格光柵3的一端與聲發(fā)射傳感系統(tǒng)的輸入光纖2相熔接；用細(xì)砂紙把有機(jī)玻璃4基底表面拋光，并用丙酮或酒精將其擦拭干凈；拉直光纖，放入有機(jī)玻璃4基底 ImmX 32mmX Imm的槽中，先將兩端用502膠固定。待兩端的502膠凝固后，在光柵3柵區(qū)處滴加少量502膠，使柵區(qū)緊貼著有機(jī)玻璃基底固定。最后在掛槽中添加大量502膠，使其完全覆蓋密封整條光柵；將光纖保護(hù)套管1固定在有機(jī)玻璃4邊緣3mmX8mmX 1. 5mm的槽內(nèi)；光纖光柵3的多余尾纖5，做切斷處理即可。
權(quán)利要求
1.一種光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)將光纖布拉格光柵柵區(qū)兩側(cè)的涂覆層去掉，露出裸光纖，并對(duì)光纖布拉格光柵柵區(qū)兩側(cè)的涂覆層進(jìn)行清洗；然后將光纖布拉格光柵的一端與聲發(fā)射傳感系統(tǒng)的輸入光纖相熔接；(2)將有機(jī)玻璃基底表面拋光，并將其擦拭干凈；有機(jī)玻璃基底表面中線上共有兩個(gè)不同深度和寬度的槽，尺寸分別為lmmX32mmXlmm和3mmX8mmXl. 5mm ；(3)拉直光纖，放入有機(jī)玻璃基底的ImmX32mmXl的槽中，兩端先用膠固定，待兩端的膠凝固后，在光柵柵區(qū)處滴加少量的膠，使柵區(qū)緊貼著有機(jī)玻璃基底固定；最后在槽中添加大量的膠，使其完全覆蓋密封整條光柵；(4)將光纖保護(hù)套管固定在有機(jī)玻璃邊緣的3mmX8mmX1. 5mm的槽中；(5)光纖光柵的尾纖做切斷處理；或留出幾個(gè)厘米的一小段，繞圈打結(jié)后，粘貼在傳感器側(cè)面即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，其特征在于所述有機(jī)玻璃基底材料的尺寸為40mmX IOmmX 4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，其特征在于所述步驟(1)中的采用丙酮或酒精對(duì)光纖布拉格光柵柵區(qū)兩側(cè)的涂覆層進(jìn)行清 洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，其特征在于所述膠為502膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，其特征在于所述步驟O)中采用熔接機(jī)將光纖布拉格光柵的一端與聲發(fā)射傳感系統(tǒng)的輸入光纖相熔接。
全文摘要
一種光纖布拉格光柵聲發(fā)射傳感器的封裝方法，采用熔接機(jī)將光纖布拉格光柵的一端與聲發(fā)射傳感系統(tǒng)的輸入光纖相熔接，并將光柵和光纖套管一起固定在有機(jī)玻璃材質(zhì)的基底上，采用膠進(jìn)行粘貼固定；光纖光柵為拉直松弛的狀態(tài)，固定在有機(jī)玻璃中線凹槽內(nèi)。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉，封裝后的光纖光柵傳感器體積小質(zhì)量輕，靈敏度和可靠性好，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的正常工作的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N29/14GK102419349SQ201110239138
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者劉奇, 孫志平, 李寧, 李成貴, 梅盛開(kāi), 涂萬(wàn)里, 魏鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍陸軍航空兵學(xué)院, 北京航空航天大學(xué)