光纖光柵傳(chuan) 感器是以布拉格條件為(wei) 基礎，以光纖光柵為(wei) 載體(ti) ，發展起來的一種本征波長調製型傳(chuan) 感器，利用透射或反射譜波長峰值的變
化，進而實現對物理量的測量。但裸光纖光柵本身性質限製了其直接使用範圍，若想改變次情況需要對裸光纖光柵進行封裝，封裝的目
的主要起到增敏與(yu) 保護作用，封裝後光纖光柵具有較強的機械強度與(yu) 較長的使用壽命，同時通過適當的封裝技術，可以提高光纖光柵的
溫度靈敏度。
一、光纖光柵溫度傳(chuan) 感器封裝形式
溫度是直接影響光纖光柵中心波長變化的因素之一。實驗室經常把裸光纖光柵用作溫度傳(chuan) 感器，直接在實際工程中国产成人在线观看免费网站。但是，裸光纖
光柵本身性質限製了其直接使用範圍，裸光纖的機械性能，抗蝕能力等不足以應對日益複雜的使用環境，若想改變情況需要對裸光纖光
柵進行封裝，封裝的目的主要起到增敏與(yu) 保護作用，封裝後光纖光柵具有較強的機械強度與(yu) 較長的使用壽命，同時通過適當的封裝技
術，可以提高光纖光柵的溫度靈敏度。目前，光纖光柵溫度傳(chuan) 感器封裝方法比較常用的有基片式、金屬管式和聚合物等方式。
1.1基片式封裝方法
基片式封裝方法比較常用，在實際工程中也有国产成人在线观看免费网站。該封裝方法是把裸光纖光柵鑲嵌在襯底材料的表麵。由於(yu) 襯底材料的熱膨脹係數較
大，當溫度變化時，這樣可以增大光纖光柵的縱向應變，從(cong) 而提高溫度靈敏度。鋁合金通常在實際国产成人在线观看免费网站中被選擇作為(wei) 襯底材料。
常采用槽結構封裝的光纖光柵溫度傳(chuan) 感器設計理念。封裝結構如下圖所示，將光纖光柵用環氧樹脂封裝固定在一個(ge) 刻有細槽的鋁板內(nei)
（鋁板為(wei) 鋁合金），細槽中心要與(yu) 鋁板中軸線保持平行。當封裝的時候，要保證光纖光柵平直，並處於(yu) 細槽的底麵軸線上。當注入環氧
樹脂時，要對其進行適當加熱，目的是增加環氧樹脂的流動性，以達到減小氣泡形成的效果，當細槽內(nei) 充滿環氧樹脂，又不溢出槽外
時，便於(yu) 加蓋封裝固定。在鋁板四個(ge) 頂角上製作四個(ge) 螺孔，圖中左邊的兩(liang) 個(ge) 的起到把鋁條與(yu) 被測物體(ti) 固定到一起的作用，另一邊的兩(liang) 個(ge)
兼有把保護鋁蓋片固定到鋁條上，把鋁條固定到被測物體(ti) 上的雙重作用。鋁板與(yu) 鋁蓋片的長度為(wei) 4cm 到5cm ，鋁槽深與(yu) 寬分別為(wei)
2mm和8mm。封裝後的光纖光柵傳(chuan) 感器，與(yu) 被測物體(ti) 之間很容易被固定，鋁蓋片不影響溫度、應變傳(chuan) 遞到光柵上，不影響測量使用。
1.2聚合物封裝方式
聚合物封裝是指選用熱膨脹係數較大的聚合物材料作為(wei) 封裝襯底，當外界溫度發生改變時，聚合物得膨脹使光柵產(chan) 生應變，即光纖
Bragg光柵產(chan) 生應變、溫度的雙重調製。矽橡膠的熱膨脹係數要比環氧樹脂的熱膨脹係數大很多，但是封裝後的溫度傳(chuan) 感器靈敏度並沒
有比環氧樹脂封裝的溫度傳(chuan) 感器大，原因可能是環氧樹脂和鋼管的熱膨脹係數相近，增敏效果好，而矽橡膠的熱膨脹係數比鋼管大很
多，在形變過程中鋼管的形變對矽橡膠的形變產(chan) 生了抑製作用。
常見的幾種聚合物中，針對壓力傳(chuan) 感器，聚碳酸酯、聚乙烯和環氧樹脂 3 種壓力敏感封裝材料，采用聚碳酸酯聚合物的應變響應靈敏
度係數最佳。
1.3 金屬管封裝方法
常用細不鏽鋼鋼管封裝光纖光柵溫度傳(chuan) 感。通常外徑為(wei) 2.0mm , 1.5mm , 1.0mm ,長度為(wei) 50mm ,10mm ,15mm 。各鋼管之間以及
光纖與(yu) 鋼管之間都用膠粘接，封裝時，施加一定的預張力在光纖光柵上,就能使封裝後的傳(chuan) 感器，具有良好的線性與(yu) 重複性。由於(yu) 光纖
的線性熱膨脹係數遠小於(yu) 鋼管的線性熱膨脹係數，使封裝後光纖光柵很大程度提高了溫度靈敏度。當溫度變化時,鋼管膨脹對光柵產(chan) 生
拉應力,該應力使布拉格波長產(chan) 生漂移。在封裝過程中,對光纖光柵施加一定的預張力，這樣封裝的光纖光柵的波長與(yu) 溫度具有良好的線
性關(guan) 係。
1.4光纖鍍金屬後封裝
采用磁控濺射技術，在光纖表麵先鍍鎳再鍍金，最後用電阻焊把光柵固定在銅質毛細管中，是應對可靠性失效的方法之一。
1.5陶瓷基片嵌套管式
動力機械如電機，測溫要求將傳(chuan) 感器小型化的同時滿足其在20-200℃溫度範圍內(nei) 正常工作，且要求封裝材料耐高溫和抗電磁幹擾。因
此選擇使用聚酰亞(ya) 胺塗覆層光纖為(wei) 溫度敏感元件，采用管式封裝，外部材料為(wei) 304不鏽鋼。在兩(liang) 端分別套有錐形保護套管，采用玻璃纖
維耐高溫套管保護傳(chuan) 感器的尾纖，保證光纖光柵傳(chuan) 感器可以長期正常工作。內(nei) 層封裝采用薄陶瓷基片以保護柵區部分，並且在傳(chuan) 感器測
溫過程中固定住光纖使其無法晃動，以減小其他因素對測溫的影響，從(cong) 而提高測溫的精度。嵌套式304不鏽鋼管式封裝光纖光柵溫度傳(chuan)
感器，以陶瓷基片作為(wei) 內(nei) 部支撐結構。該傳(chuan) 感器具有結構簡單、體(ti) 型小、遲滯誤差小以及重複性良好等特點。
1.6小結
光纖光柵傳(chuan) 感器具有尺寸小、重量輕、抗幹擾能力強、耐腐蝕、複用能力強、傳(chuan) 輸距離遠等優(you) 點。因為(wei) 這些其他傳(chuan) 感器無法比擬的優(you)
點，使其在傳(chuan) 感領域被廣泛的国产成人在线观看免费网站，同時也成為(wei) 國內(nei) 外研究的焦點，近十年來光纖光柵傳(chuan) 感器的研究得到了快速的發展。但是，人們(men) 對
其性能的要求，隨著光纖光柵傳(chuan) 感器国产成人在线观看免费网站範圍的不斷擴大，也越來越高。以此背景為(wei) 基礎，本文對光纖布拉格光柵封裝技術進行了簡要
的介紹。隨著工業(ye) 和科研国产成人在线观看免费网站場景的增加，日後的光纖光柵傳(chuan) 感器封裝形式還會(hui) 更加多樣。
（聲明：本文部分圖表參考自CNKI或SIPE數據庫論文，期刊卷及DOI編號都已在引用部分標出；本国产黄色在线观看可提供光纖光柵溫度傳(chuan) 感器，
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