一种插入式光纤光栅阵列温度传感器的制作方法

本发明涉及光纤光栅传感，具体涉及一种插入式光纤光栅阵列温度传感器。

背景技术：

1、目前，飞机在以相对较慢的速度在三千米至六千米的高空中穿越时，飞机机翼前缘及发动机进气道前缘等区域可能结冰，这些区域的结冰会改变飞机的翼型，进而影响飞机机翼气动性能，降低飞机的飞行效率甚至影响飞机飞行安全；因此，需开启机上防除冰加热系统以除去机翼前缘及发动机进气道前缘等这些影响飞机飞行效率和飞行安全的区域的冰层；目前，国内外结合飞机的飞行状态及结冰探测器的冰层厚度的输出等综合情况，开启防除冰加热系统对机上多区域进行加热除冰；但是，机翼前缘及发动机进气道前缘具体的除冰状况往往得不到较好地反馈，无法直观判断防除冰加热系统的除冰效果，这些区域的冰层是否除净或者已经过加热都有待考证。因此，对机翼前缘及发动机进气道前缘温度变化进行实时监测具有十分重要的意义。

2、传统的电学式温度传感器工作时需要通电，透波性能差、抗电磁干扰能力弱，因此不适用于飞机结构中对隐身要求较高区域的温度监测。

3、光纤温度传感器为无源的传感器，具有较优的抗电磁干扰能力；同时，光纤温度传感器经过透波性能好的材料封装后能够适用于飞机高隐身要求下的关键区域温度监测；目前，国内外使用较多的光纤温度传感器一般采用表面压接或捆绑的方式进行安装，这就不适用在气动要求极高的机翼前缘、发动机进气道前缘的温度测量。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种插入式光纤光栅阵列温度传感器，解决了目前难以对机翼前缘、发动机进气道前缘进行温度实时测量的问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、提供一种插入式光纤光栅阵列温度传感器，其包括光纤光栅阵列，光纤光栅阵列的尾纤端固定穿插在连接头上，光纤光栅阵列上间隙包覆有内毛细管，内毛细管上间隙包覆有外毛细管，外毛细管上套设有安装头，位于安装头与连接头之间的外毛细管上间隙包覆有防护管，且防护管的两端通过变径压套分别与安装头与连接头压接固定。

4、进一步地，光纤光栅阵列包括光纤和间隔设置在光纤上的若干光纤光栅。

5、进一步地，若干光纤光栅具有互不相同的中心波长。

6、进一步地，连接头上设置有插孔，内毛细管、外毛细管和防护管的端部均通过光纤研磨胶固定插设在插孔内，光纤光栅阵列的尾纤端通过光纤研磨胶固定穿插在连接头上。

7、进一步地，光纤光栅阵列和内毛细管的材质为低介电常数的石英。

8、进一步地，外毛细管的材质为低介电常数的聚酰亚胺。

9、进一步地，防护管内设置有具有抗弯、抗拉性能的防护层。

10、进一步地，位于连接头和防护管之间的变径压套上包覆有尾护套。

11、本发明的有益效果为：

12、1.本方案的光纤光栅阵列温度传感器能够适用于飞机高隐身及气动性能要求下的关键区域的温度监测；在使用时，将光纤光栅阵列、内毛细管和外毛细管一同插入待测的预埋管道内，通过安装头可与预埋管道端口的结构体固定，通过连接头可与外部的监测设备连接，从而实现温度的实时监测；且将若干间隔设置在光纤上的光纤光栅作为温度敏感元件，可对结构体进行多测点密集式温度实时监测；同时本方案可插设在不同的管道内，进行组网并用，实现网状空间式多测点密级式温度实时监测。

13、2.本方案的内毛细管具有较好的刚度，保护光纤光栅阵列的同时，也能够给光纤光栅阵列温度传感器提供良好的支撑，有利于传感器的插入安装；外毛细管具有反复弯折而不易断开的性能，能够保证极端环境下内毛细管发生脆裂时，光纤光栅阵列不会从包覆在其外的外毛细管中散出或漏出，有利于光纤光栅阵列温度传感器的更换维护。

14、3.本方案选用介电常数低的材质进行封装，使光纤光栅阵列温度传感器具有良好的隐身性能；同时选用抗弯及抗拉的材质对连接头和防护管之间的部分进行封装，使光纤光栅阵列温度传感器具有良好的可靠性。

技术特征：

1.一种插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，包括光纤光栅阵列，所述光纤光栅阵列的尾纤端固定穿插在连接头上，所述光纤光栅阵列上间隙包覆有内毛细管，所述内毛细管上间隙包覆有外毛细管，所述外毛细管上套设有安装头，位于安装头与连接头之间的所述外毛细管上间隙包覆有防护管，且防护管的两端通过变径压套分别与安装头与连接头压接固定。

2.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，所述光纤光栅阵列包括光纤和间隔设置在光纤上的若干光纤光栅。

3.根据权利要求2所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，若干所述光纤光栅具有互不相同的中心波长。

4.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，所述连接头上设置有插孔，所述内毛细管、外毛细管和防护管的端部均通过光纤研磨胶固定插设在插孔内，所述光纤光栅阵列的尾纤端通过光纤研磨胶固定穿插在连接头上。

5.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，所述光纤光栅阵列和内毛细管的材质为低介电常数的石英。

6.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，所述外毛细管的材质为低介电常数的聚酰亚胺。

7.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，所述防护管内设置有具有抗弯、抗拉性能的防护层。

8.根据权利要求1所述的插入式光纤光栅阵列温度传感器，其特征在于，位于连接头和防护管之间的所述变径压套上包覆有尾护套。

技术总结本发明公开了一种插入式光纤光栅阵列温度传感器，其包括光纤光栅阵列，光纤光栅阵列的尾纤端固定穿插在连接头上，光纤光栅阵列上间隙包覆有内毛细管，内毛细管上间隙包覆有外毛细管，外毛细管上套设有安装头，位于安装头与连接头之间的外毛细管上间隙包覆有防护管，且防护管的两端通过变径压套分别与安装头与连接头压接固定；本方案能够适用于飞机高隐身及气动性能要求下的关键区域的温度监测；并将若干间隔设置在光纤上的光纤光栅作为温度敏感元件，可对结构体进行多测点密集式温度实时监测；同时本方案可插设在不同的管道内，进行组网并用，实现网状空间式多测点密级式温度实时监测。技术研发人员：谭银银,代勇波,岳立,代志国,张赫,郑斯颃,王伟鉴,李保吉,赵鑫,彭鹏受保护的技术使用者：成都凯天电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17