專利名稱：一種高低溫性能干涉型光纖傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高低溫性能的干涉型光纖傳感器。
背景技術：
干涉型光纖傳感器一般包括光學系統(tǒng)和檢測電路，其中，光學系統(tǒng)由光纖環(huán)、光 源、耦合器、偏振器、調制器和探測器組成。光學系統(tǒng)中的光源、耦合器、偏振器、調制器均安 裝在一個由金屬構成的光學艙內，光源和調制器的電極引線通過絕緣子引到光學艙外。其 中，調制器為圓柱狀壓電陶瓷，光纖纏繞在圓柱面上，利用壓電效應，通過壓電陶瓷的徑向 伸縮對光纖中的光束進行相位調制。 然而現(xiàn)有技術對光學艙沒有密封要求，使得光學艙內存在一定的水汽。而水汽含 量隨環(huán)境溫度會發(fā)生變化，在低溫環(huán)境下，水汽會結露并依附在光源和壓電陶瓷調制器電 極上，從而導致光源和壓電陶瓷調制器電極之間的電路絕緣性能下降，造成偏值性能不穩(wěn) 定。由于裸芯片和壓電陶瓷表面的特殊性，不允許涂電子三防漆。因此現(xiàn)有技術干涉型光 纖傳感器在低溫環(huán)境下受到水汽的影響，其偏值性能和電光絕緣性能欠佳，且不穩(wěn)定，從而 影響干涉型光纖傳感器的低溫使用性能。

實用新型內容為了解決現(xiàn)有技術干涉型光纖傳感器低溫環(huán)境下性能欠佳的問題，本實用新型提 供了一種低溫性能佳的干涉型光纖傳感器。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案一種高低溫性能干涉型 光纖傳感器，其包括光學系統(tǒng)和檢測電路，所述光學系統(tǒng)包括光纖環(huán)、光源4、兩耦合器5、 偏振器6、調制器7、若干絕緣子8和探測器，其中，所述耦合器5和偏振器6設置在一頂艙2 內，所述光纖環(huán)、光源4、若干絕緣子8和調制器7設置在一底艙3內。其中，所述頂艙2和 底艙3通過膠9緊密粘合形成一個密封光學艙l，所述密封光學艙1內氣壓小于10帕或所 述光學艙1內含有比例不小于99%的干燥惰性氣體，且所述光學艙1上設有一抽氣孔10。 所述底艙3側壁末端為L形，其L形底面11與頂艙側壁下端面12粘合連接，其L 形內側面13與頂艙側壁外側面14粘合連接。 所述抽氣孔10設置在光學艙頂艙2上。 所述惰性氣體露點不大于_50°C 。 所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氖氣或其混合。 所述粘合頂艙側壁和底艙側壁的膠9為硅橡膠。 所述調制器7為筒狀壓電陶瓷。 有別于現(xiàn)有技術，本實用新型利用膠實現(xiàn)干涉型光纖傳感器頂艙和底艙之間的緊 密粘合，從而形成一個密封光學艙。并通過抽氣孔把光學艙抽為真空，保持一定的真空度， 或灌入干燥的惰性氣體，從而保證光學艙內的干燥度。因此干燥密封的光學艙干燥性能好， 即使在低溫環(huán)境下，由于光學艙內為真空或干燥惰性氣體，難以發(fā)生氣體結露現(xiàn)象，從而有效解決低溫環(huán)境下干涉型光纖傳感器偏值性能、電光絕緣性能以及穩(wěn)定性欠佳的問題，提 高了傳感器的低溫性能，具有較大的實際應用價值。

圖1是本實用新型一種高低溫性能干涉型光纖傳感器一較佳實施方式中光學艙 的結構示意圖； 圖2是圖1中光學艙頂艙的剖面圖； 圖3是圖1中光學艙底艙的剖面圖； 圖4是圖1中光學艙頂艙和底艙連接部的局部放大圖； 其中，1-光學艙，2-頂艙，3-底艙，4-光源，5-耦合器，6-偏振器，7_調制器，8_絕 緣子，9-膠，10-抽氣孔，ll-L形底面，12-頂艙側壁下端面，13-L形內側面，14-頂艙側壁外 側面。
具體實施方式下面通過具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明 干涉型光纖傳感器由光學系統(tǒng)和檢測電路組成，而光學系統(tǒng)由光纖環(huán)、光源、耦合 器、偏振器、調制器和探測器組成。其中，光學系統(tǒng)中的光源、耦合器、偏振器、調制器均安裝 在一個由金屬構成的光學艙內。請參閱圖l，是本實用新型高低溫性能干涉型光纖傳感器 一較佳實施方式中光學艙的結構示意圖。圖中，所述光學艙l由頂艙2和底艙3組成。請 同時參閱圖2，其是圖1中頂艙2的剖面圖。所述頂艙2內設置有兩耦合器5和一偏振器 3，且頂艙2頂部設有一抽氣孔10。請參閱圖3，其是圖1中底艙3的剖面圖，所述底艙3內 設有光源4、調制器7和若干絕緣子8。其中，調制器7為圓柱狀壓電陶瓷，其上環(huán)繞有光纖 環(huán)。所述調制器8利用壓電效應，通過壓電陶瓷的徑向伸縮以對光纖環(huán)中的光束進行相位 調制。 為了保證光學艙1的密封性，本實用新型光學艙1的頂艙2和底艙3的通過膠9 緊密粘合成一密封艙，其中膠9為硅橡膠，其能保證光學艙密封性的同時，具有一定彈性， 可以降低粘上光纖而造成的損傷。請參閱圖4，其是圖1中頂艙2和底艙3連接部的局部放 大圖。所述頂艙側壁下端設置在L形底艙3側壁末端上，其中，L形底面11與頂艙側壁下 端面12通過膠9粘合連接，而L形內側面13與頂艙側壁外側面14粘合連接，從而實現(xiàn)頂 艙2和底艙3的密封連接。 所述高低溫性能干涉型光纖傳感器整個密封過程如下先在頂艙2和底艙3的粘 合面均勻涂膠9，包括在頂艙側壁下端面12和L形底面ll及L形內側面13上涂厚度約為 0. 1-0. 2mm的硅橡膠。然后將頂艙2豎直翻轉，使器件朝下，扣在底艙3上，使頂艙2的側壁 下端粘合面與底艙L形底面11完全重合，再向下按壓頂艙2，使二者粘合。再在底艙L形內 側面13與頂艙側壁外側面14之間涂膠，涂膠量以恰好覆蓋二者之間的空隙為準。然后，在 常溫下靜置1小時以上以使硅橡膠固化。再將工件置于真空設備的真空腔底座上，蓋好真 空罩，進行抽真空，使光學艙l內氣壓不大于10帕。然后向光學艙l內充入露點小于-5(TC 的干燥氮氣，使光學艙l內氣壓達到正常大氣壓。最后用硅橡膠或其他普通膠對抽氣孔10 進行密封。[0022] 本實用新型密封光學艙內所充氣體不限于氮氣，也可為氬氣、氦氣、氖氣等其他惰 性氣體，或者多種惰性氣體的混合，只要其滿足露點不大于-50°C即可，以避免氣體結露對 干涉型光纖傳感器偏值性能和穩(wěn)定性造成影響。另外，所述光學艙1在保持真空度為10帕 以下條件，可以不充入惰性氣體，由于真空度高，因此仍能保證光學艙1的干燥性，該條件 下干涉型光纖傳感器也能具有較佳的偏值性能和穩(wěn)定性。另外，頂艙1與底艙2之間配合 連接時，底艙2末端不限于L形，也可為凹形，并將頂艙側壁下端插入涂有膠的底艙末端凹 槽內，從而也能實現(xiàn)二者之間的密封連接。 綜上所述本實用新型高低溫性能干涉型光纖傳感器通過粘合光學艙的頂艙和底 艙，從而形成一個密封艙，并將該密封光學艙抽為真空或充滿干燥惰性氣體，從而在低溫環(huán) 境下，有效防止光學艙內出現(xiàn)氣體結露現(xiàn)象。因此即使在低溫條件下，本實用新型干涉型光 纖傳感器仍能具有較佳的偏值性能、電光絕緣性能和穩(wěn)定性，所以具有較好的低溫性能。
權利要求一種高低溫性能干涉型光纖傳感器，其包括光學系統(tǒng)和檢測電路，所述光學系統(tǒng)包括光纖環(huán)、光源[4]、兩耦合器[5]、偏振器[6]、調制器[7]、若干絕緣子[8]和探測器，其中，所述耦合器[5]和偏振器[6]設置在一頂艙[2]內，所述光纖環(huán)、光源[4]、若干絕緣子[8]和調制器[7]設置在一底艙[3]內，其特征在于所述頂艙[2]和底艙[3]通過膠[9]緊密粘合形成一個密封光學艙[1]，所述密封光學艙[1]內氣壓小于10帕或所述光學艙[1]內含有比例不小于99％的干燥惰性氣體，且所述光學艙[1]上設有一抽氣孔[10]。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于所述底艙[3] 側壁末端為L形，其L形底面[11]與頂艙側壁下端面[12]粘合連接，其L形內側面[13] 與頂艙側壁外側面[14]粘合連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于所述抽氣孔 [10]設置在光學艙頂艙[2]上。
4. 根據(jù)權利要求3所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于所述惰性氣體 露點不大于-5(TC。
5. 根據(jù)權利要求4所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于所述惰性氣體 為氮氣、氬氣、氦氣、氖氣或其混合。
6. 根據(jù)權利要求5所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于粘合所述頂艙 側壁和底艙側壁的膠[9]為硅橡膠。
7. 根據(jù)權利要求6所述的高低溫性能干涉型光纖傳感器，其特征在于所述調制器[7] 為筒狀壓電陶瓷。
專利摘要一種高低溫性能干涉型光纖傳感器，其包括光學系統(tǒng)和檢測電路，所述光學系統(tǒng)包括光纖環(huán)、光源[4]、兩耦合器[5]、偏振器[6]、調制器[7]、若干絕緣子[8]和探測器。其中，耦合器[5]和偏振器[6]設置在傳感器光學艙[1]的一頂艙[2]內，所述光纖環(huán)、光源[4]、若干絕緣子[8]和調制器[7]設置在一底艙[3]內。所述頂艙[2]和底艙[3]通過膠[9]緊密粘合形成一個密封光學艙[1]，所述密封光學艙[1]內氣壓小于10帕或所述光學艙[1]內含有比例不小于99％的干燥惰性氣體，且所述光學艙[1]上設有一抽氣孔[10]。本實用新型干涉型光纖傳感器低溫性能佳，具有較好的穩(wěn)定性。
文檔編號G01D5/26GK201476801SQ20092016740
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權日2009年7月23日
發(fā)明者焦紅, 趙海軍, 趙磊, 陳平 申請人:中國航空工業(yè)第六一八研究所