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专利号: 2020108860764
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于S锥形单模光纤封装结构的光纤温度传感器的制备方法,其特征在于,用于制备基于S锥形单模光纤封装结构的光纤温度传感器,包括:“S”状锥形光纤结构(1)、Teflon套管(2)、输入光纤(3)和输出光纤(4);其中:“S”状锥形光纤结构(1)的一端与输入光纤(3)相连,另一端与输出光纤(4)相连,Teflon套管(2)包裹在“S”状锥形光纤结构(1)外部,且Teflon套管(2)内填充有折射率匹配液,使折射率匹配液完全浸没“S”状锥形光纤结构(1);“S”状锥形光纤结构(1)和Teflon套管(2)进行封装时采用双重封口的方法;

光纤温度传感器输入端的输入光纤(3)与宽谱光源相连,输出端的输出光纤(4)与光谱仪相连,当检测区域的温度在一定范围内发生变化时,光谱仪采集到的透射光谱中的特征透射峰的位置和强度会发生变化,通过对特征透射峰波长变化的追踪,即可实现对温度变化的检测;

“S”状锥形光纤结构(1)的形状参数为:

“S”状锥形光纤结构(1)的锥区长度L为650~850μm,锥腰直径D为25~40μm,轴向偏差Offset为50~65μm;用于封装的Teflon套管(2)内径为1.5mm,壁厚0.2mm,长度为2cm;

双重封口的方法具体为:

将“S”状锥形光纤结构(1)置于Teflon套管(2)内,在Teflon套管(2)的管口一端滴入紫外固化胶并用紫外灯照射固化,然后利用小孔径针头注射器在Teflon套管(2)内注入折射率匹配液,待其完全浸泡住“S”状锥形光纤结构(1),再用紫外固化胶封住Teflon套管(2)的管口另一端,最后用AB胶对两端封装好的管口进行二次封装;

该方法包括以下步骤:

S1、单模光纤预处理:选取两根单模光纤,用剥丝钳或刀片去除掉光纤的涂覆保护层,并用酒精擦拭光纤表面以除去残留物;然后借助光纤切割刀将光纤的端面切割平整,以备后用;

S2、熔接模式的选择:将端面切割平整的两根单模光纤熔放在熔接机上,并用夹具固定好;选择单模‑单模的熔接模式,设置基本熔接参数,设置对芯模式为手动,锥形熔接为“开”状态,并调整锥形熔接参数:锥形熔接等待时间、锥形熔接速度和锥形熔接长度;

S3、执行熔接操作:调整好熔接模式的相关参数后,按下“set”按钮,从光纤熔接机屏幕上可以看到两根光纤会慢慢移动直至对齐,清洁放电完成后即保持静止,通过调整夹具相对位置,使两根光纤发生径向上的错位,这时再次按下“set”按钮,从屏幕上看到错位后的光纤会慢慢熔接在一起,紧接着向两边发生拉伸,逐渐形成“S”状锥形光纤结构;

S4、封装及填充处理:将制备好的“S”状锥形光纤结构放进封装的Teflon套管内,在Teflon套管一端滴入紫外固化胶并用紫外灯照射固化,然后利用小孔径针头注射器在管内注入折射率匹配液,待其完全浸泡住“S”状锥形光纤结构,再用紫外固化胶封住管口另一端,最后用AB胶对两端封装好的管口进行二次封装;

步骤S1中选取的两根单模光纤的内径为8μm、外径为125μm;

步骤S2中设置的基本熔接参数为:清洁放电时间为150ms,光纤预熔功率为标准,光纤预熔时间为180ms,重叠为10μm,放电功率为标准,放电时间为2000ms,二次放电功率为标准强度,二次放电时间0ses,进行时间180ms,停止时间0ms。

2.根据权利要求1所述的基于S锥形单模光纤封装结构的光纤温度传感器的制备方法,其特征在于,输入光纤(3)和输出光纤(4)均为单模光纤。

3.根据权利要求1所述的基于S锥形单模光纤封装结构的光纤温度传感器的制备方法,其特征在于,选取1.39的Cargille折射率匹配液作为填充液。