新型封装的光纤光栅温度传感器的研究

徐元哲，马淑婧，张 颖，刘雪冬，陈红振

(1.东北电力大学电气工程学院，吉林 吉林132012;2.吉林供电公司，吉林吉林132012)

光纤布拉格光栅(FBG)是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一，因具有体积小、重量轻、耐腐蚀、抗干扰性强、寿命长、可实现多点的分布式测量等优点，在各个领域具有广泛的应用前景［1，2］。光纤光栅可用于温度的测量，在现代工业生产中具有重要的应用价值，但是裸光纤对温度的灵敏性较差，中心波长为1 550 nm的光纤布拉格光栅，在室温条件下，其灵敏度是8.2 pm/℃ -12 pm/℃，温度灵敏度系数KT为6.72×10-6/℃［3］，因此为了增加其灵敏度，人们对此进行了各种设计，将光纤光栅粘贴于不同的基底材料和结构上构成了各种新型的温度传感器。

1 FBG封装技术

目前，FBG封装最常用的方法有两种:①FBG直接粘贴在基底材料上，典型的为贴片封装［4］，该方法是采用耐高温有机胶将FBG封装于铍青铜基底材料上，基底材料的线膨胀系数比FBG的大，以提高其温度灵敏度。②利用模具或管材灌封，典型的为毛细钢管封装［5］，该方法是将毛细钢管套在FBG上，中间灌封改性丙烯酸酯，然后放入烘箱进一步烘干、固化。此方法的优点是在不改变FBG应变灵敏度系数的同时，提高其温度灵敏度系数;缺点是由于毛细钢管的直径太小，不利于改性丙烯酸酯的封灌。而第一种封装方法的缺点是会造成FBG的线膨胀不均匀，因此这两种封装方法都不是很理想。为了弥补上述方法的不足，我们在封装结构、封装材料以及封装粘结剂方面加以改进，以期获得更为理想的封装效果［6，7］。……