CN108838594B - 光纤光栅传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤光栅传感器的封装结构，涉及光纤光栅传感器的封装，其技术方案的要点是：包括用于摆放框架片的封装座、设置在封装座上用于为焊接槽加热的加热装置以及用于控制加热温度的温控装置。本发明能够便于将光纤光栅与框架片焊接，完成光纤光栅传感器的封装，具有封装效果可靠的特点。

Description

光纤光栅传感器的封装结构

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感器的封装，特别涉及一种光纤光栅传感器的封装结构。

背景技术

光纤光栅传感器是一种基于光纤光栅的传感过程，是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。

光纤光栅的封装是光纤光栅传感器在实际工程应用中不可或缺的步骤，因为裸光纤光栅的纤芯直径很小(125μm)、特别脆弱、抗剪性能差、存活率低，若将其直接作为传感器将无法胜任在工程上的粗放式施工。

为了解决上述技术问题，现有一种光纤光栅传感器，包括框架片以及穿设在框架片上带有光栅的光纤，框架片上设置有焊接槽，将光栅两端的光纤置于焊接槽上方并在焊接槽内填充焊料，拉伸光纤改变光栅的波长之后，将焊料加热后冷却，完成将框架片与光纤的焊接，完成封装。这种光纤光栅传感器将光栅封装在框架片内增加了光纤光栅传感的强度方便在工程上施工。

但是目前没有对该传感器封装设备，直接在光纤上加热容易损坏光纤，对该光纤光栅传感器的封装。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光纤光栅传感器的封装结构，它将光纤光栅与框架片焊接完成光纤光栅传感器的封装。

上述技术目的是通过以下技术方案实现的，一种光纤光栅传感器的封装结构，包括用于摆放框架片的封装座、设置在封装座上用于为焊接槽加热的加热装置以及用于控制加热温度的温控装置。

通过上述技术方案，将光纤光栅传感器放置在封装座上，通过封装座上的加热装置对焊料槽进行加热，融化焊料槽内的焊料将光纤与框架片焊接，操作简单方便，相对于用焊机焊接提高了安全性，避免焊机焊接过程损坏框架片或光纤。

进一步的，所述封装座包括平行设置的两块导热台，框架片架在两块导热台之间，焊接槽置于导热台上面，所述加热装置固定***导热台内。

通过上述技术方案，将框架片架在两块导热台之间，能够将框架片的中部与导热台之间分离，不让框架片的中部直接接触导热台，对框架片进行保护降低由于温度过高对矿机片损坏的风险。

进一步的，所述导热台外侧贴设有限位板，所述限位板上表面开设有供框架片两端嵌入的承接槽。

通过上述技术方案，将框架片的端部嵌入承接槽内，限制框架片的左右移动，防止由于框架片的晃动影响封装精度。

进一步的，所述导热台上架设有隔热垫，框架片置于隔热垫上且框架片焊接区贴在导热台上，两导热台相向一侧的上表面开设有供隔热垫嵌入的隔热槽。

通过上述技术方案，通过隔热垫一方面对框架片其到支撑作用，防止框架片中部悬空，降低了在加热状态下由于自身的重力可能会产生的变形的风险。

进一步的，所述限位板与导热台之间设置有隔热间隙。

通过上述技术方案，利用隔热间隙将限位板与导热台之间隔离，让框架片上焊接槽与导热台接触外，其他部分不与导热台直接接触，降低了加热过程中对框架片以及光纤性能的损伤。

进一步的，所述限位板下面设置有用于使导热台与封装台隔热的支撑件。

通过上述技术方案，通过至支撑件将导热台与封装台隔离，阻止封装台直接与导热台接触，降低工作人员触碰封装台后烫伤的风险。

进一步的，所述支撑件包括位于导热台下方的底板，垂直固定在底板两端的支撑板，垂直固定在支撑板上表面且向内延伸的承接板，限位板下表面贴在承接板上。

通过上述技术方案，将导热台置于底板上方，并将限位板垫起，

进一步的，支撑件还包括穿过支撑板以及导热台的隔热辊，所述隔热辊对应导热台的位置套有隔热管，所述支撑板上螺纹连接有抵接在隔热辊上的顶丝。

通过上述技术方案，隔热辊将导热台支撑起来，让导热台与底板之间

进一步的，所述加热装置包括插设在导热台内的电热棒。

通过上述技术方案，电热棒的电加热能够更好的控制电热棒的通断，方便控制。

进一步的，所述温控装置包括固定在导热台上的热电偶。

通过上述技术方案，通过热电偶检测导热台的温度，相对肉眼观看焊料的融化更加可靠。

综上所述本发明具有以下技术效果：

1、通过加热装置将焊料融化在焊料槽，进而将光纤与框架片固定，完成光纤光栅传感器的封装，该固定方式方便、可靠；

2、通过将加热装置***导热台并将焊料槽放在导热台上，一方面能够利用导热台表面的平整让焊料槽受热均匀，焊接效果更好，另一方面起到支撑作用，限定了加热装置与焊料槽的相对位置，操作更加方便，同时，导热台的平行设置，让框架片架在两导热台之间防止了框架片的中部直接接触导热台对光栅精度产生影响；

3、通过支撑件将导热台与底板之间隔离，通过隔热间隙将导热台与限位板之间分离，阻止了导热台对外直接接触传递热量，降低了操作人员烫伤的危险。

附图说明

图1为实施例中光纤光栅传感器的结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为实施例中光纤光栅传感器固定面的结构示意图；

图4为实施例中光纤光栅传感器***保护管的部分结构示意图；

图5为实施例中光纤光栅传感器的封装平台的结构示意图；

图6为实施例中光纤光栅传感器的固定结构的结构示意图；

图7为实施例中光纤光栅传感器的施力装置的结构示意图；

图8为实施例中光纤固定夹具的结构示意图；

图9为实施例中光纤固定夹具夹持光纤的结构示意图；

图10为实施例中光纤光栅传感器的校准平台的结构示意图；

图11为实施例中光纤光栅传感器的校准平台的***图；

图12为实施例中光纤光栅传感器的校准平台的部分结构示意图；

图13为实施例中测距尺测量状态的示意图；

图14为实施例中用于校准平台的固定夹具的结构示意图；

图15为实施例中的温度控制装置的电路图。

附图标记：1、光纤；10、保护管；2、框架片；20、置纤槽；21、焊接槽；22、焊接区；23、点焊槽；24、形变区；240、形变框；25、保护区；250、内保护孔；251、外保护孔；3、光纤光栅传感器的封装结构；30、封装座；31、导热台；32、限位板；33、隔热间隙；34、支撑件；340、底板；341、支撑板；342、承接板；343、隔热辊；344、隔热管；35、隔热垫；36、加热棒；4、封装台；40、压紧件；400、压紧座；401、压合杆；41、引线柱；42、增高垫；5、用于光纤光栅传感器封装的固定夹具；50、底座；51、连接板；510、第一顶点；511、第二顶点；512、第三顶点；513、第四顶点；52、驱动杆；520、手持部；53、压紧杆；54、抵押杆；55、受力杆；56、压紧组件；560、调节螺杆；561、调节螺母；562、吻合板；6、用于光纤光栅传感器的施力装置；60、固轮板；61、滑轮；62、转轴；63、重力件；630、系纤杆；631、连接杆；64、承接块；65、重力块；650、安放槽；7、光纤光栅传感器的校准平台；70、校准台座；700、滑轨；701、平衡台；71、定固定台；710、通孔；72、动固定台；720、滑杆；73、测距尺；74、拉伸装置；740、拉紧轴；741、拉紧丝；75、微调组件；750、折杆；7500、长杆；7501、短杆；751、微调轴；752、细牙螺杆；76、收紧装置；760、固定柱；761、限位块；762、固定环；763、连接柱；8、用于校准平台的固定夹具；80、校准座；81、转动轴；82、抵押座；83、抵押板；84、顶丝；85、旋转手柄；9、温度控制装置；90、检测模块；91、基准模块；92、控制模块；920、手动控制单元；921、常闭非自锁按键；922、常开非自锁按键；923、控制器；93、加热模块；94、基准显示屏；95、实时显示屏；96、隔离变压器。

具体实施方式

实施例1，一种光纤光栅传感器，参照图1、图2，包括用于封装光纤1的框架以及穿设在框架片2上的光纤1，框架可以设置成圆柱型、扁平状或者立方体状，本实施例中优选为扁平状的框架片2，扁平状的框架片2能够方便与待测设备固定或安装，框架片2内部的光纤1上刻有光栅，当光栅发生形变之后将会改变通过光栅的光谱，光纤1进入到框架片2后部分将会发生反射，形成反射光谱和折射光谱。通过观察两个光谱的改变能够反映出光栅的形变，将光栅封装在框架片2上，将框架片2贴在需要测量的设备上，能够感受到设备轻微的形变，经过对应形变与光谱的变化规律，进而得知设备的形变量。

参照图1，框架片2包括封装面和固定面，封装面上沿长度方向开设有置纤槽20，将刻有光栅的光纤1放置在置纤槽20内，置纤槽20两端开设有焊接槽21，将光纤1两端施加一定的力，使光栅产生一定量的形变，通过光纤1光栅解调仪观测光谱，达到预期状态后在焊接槽21内将光纤1与框架片2固定。完成光纤光栅传感器的封装，当框架片2发生形变时光栅将会发生形变，反射光谱与传输光谱均会发生改变，通过观察光谱即可得知框架的形变。

参照图3，固定面上位于框架片2的两侧分别开设有点焊槽23，将封装好的光纤光栅传感器贴在待测量的设备上，通过点焊机在点在点焊槽23上，将光纤光栅传感器固定在待测设备上，当待测设备发生形变之后框架片2将会带动光栅发生形变，通过观测光谱能够得知该设备的形变量。

参照图1，为了更好的固定光纤1，框架片2采用硬质材料，本实施例中选用钢作为框架片2的材料，框架片2上相对应光栅下方的宽度小于框架片2两端的宽度的形变区24，所述形变区24两端为矩形的形变框240，用于减少框架的刚型，增大形变区24的形变，利用四边型的不稳定性方便形变框240的形变。形变区24两端与形变框240连接处宽度小于形变取的宽度，让形变框240的受力点变小，形变更加容易。结合图3、图4，两形变框240相互远离一侧为焊接区22，焊接区22与形变框240连接处的宽度近似等于形变框240与形变区24连接处的宽度，此时矩形的形变框240两侧均近似为点连接关系，根据平行四边形不稳定的特性，当两侧拉伸框架片2时，形变框240用以发生形变，进而使被封装在框架片2上的光栅发生形变。固定面上位于焊接区22两侧分别开设有点焊槽23，将封装好的光纤光栅传感器贴在待的量的设备上，通过点焊机在点在点焊槽23上，将光纤光栅传感器固定在待测设备上，当待测设备发生形变之后框架片2将会带动光栅发生形变，通过观测光谱能够得知该设备的形变量。

结合图2，两个焊接区22远离形变框240一侧分别连接有保护区25，保护区25靠近焊接槽21位置从封装面垂直于框架片2开设有内保护孔250，该内保护孔250沿置纤槽20方向与置纤槽20连通，保护区25远离焊接槽21一端从固定面垂直于框架片2开设有外保护孔251，该外保护孔251沿置纤槽20方向与置纤槽20连通。光纤1从外保护孔251一端垂直于外保护孔251穿入置纤槽20。将刻有光栅部分放置在形变区24部位，经过定量拉伸之后在焊接槽21将光纤1与框架片2进行固定。在光纤1两端套有保护管10，该保护管10垂直与外保护孔251穿入保护区25并接触在置纤槽20端部。用于保护光纤1不易折断。

具体实施过程，将刻有光栅的光纤1从保护区25沿着置纤槽20依次垂直转过外保护孔251和内保护孔250，置入置纤槽20并从另一端的内保护孔250和外保护孔251垂直于外保护孔251穿出。两侧光纤1施加一定的力，能够对光栅施加初始拉力，并在焊接槽21将光纤1与框架片2的封装，将该传感器贴在待测量的设备上，用点焊机从点焊槽23将其与待测设备固定，当待测设备发生形变时，将带动光栅形变，进而改变输出光谱，从而得知待测设备的形变量。

一种光纤光栅传感器的固定结构，参照图5，包括用于摆放框架片2的封装座30、设置在封装座30上用于为焊接槽21加热的加热装置以及用于控制加热温度的温控装置。将框架片2放置在封装座30上，通过加热装置为焊接槽21加热，将焊接槽21内的焊料融化进而将框架片2与光纤1固定。通过温控装置控制加热的温度，能够减小由于温度过高对框架片2和光纤1损坏的风险，或者由于温度过低导致的焊接不牢的风险。

结合图6，封装座30包括平行设置的两个导热台31，两个导热台31之间架设有隔热片，两个导热台31上开设有供隔热片嵌入的隔热槽，隔热垫35上表面与导热台31上表面共面，框架片2部分放置在隔热片上，焊接槽21贴在导热台31上，导热台31背离形变区24一侧平行于导热台31设置有截面为L形状的限位板32，限位板32与隔热台之间设置有隔热间隙33，限位板32下面设置有支撑件34，将限位板32支撑固定，限位板32上开设有供框架片2的保护区25嵌入的限位槽用于限制框架片2的左右晃动。

结合图6，支撑件34包括位于导热台31下方的底板340，底板340两端垂直固定有支撑板341，支撑板341上表面垂直向内延伸出承接板342，限位板32下表面贴在承接板342上，且与承接板342固定连接。依次穿过一个支撑板341、两个导热台31和另一支撑板341并排设置有两个隔热辊343，支撑板341上垂直于隔热辊343设置有用于固定隔热辊343的顶丝84。隔热辊343穿入导热台31部分以及两导热台31之间套设有隔热管344，隔热辊343外表面贴在隔热管344内表面上，且隔热管344外表面与导热台31贴紧，能够将导热台31固定并将导热台31支撑起，让导热台31与底板340分离，避免导热台31温度传导在底板340上，防止操作人员误触底板340烫伤。

加热装置包括穿设在导热台31上的加热棒36，通过为加热棒36加热进而为导热台31加热，融化导热台31上焊料槽内的焊料。将光纤1与框架片2固定。

温控装置包括固定在导热台31上用热电偶制成的温度传感器，以及藕接在温度传感器和加热棒36上的温度控制器923。当温度达到一定值时通过温度控制器923停止加热棒36的加热。避免温度过高损坏框架片2或损坏光纤1。

为了方便封装，结合图5、图6，还设置有封装台4，底板340的底面固定在封装台4上，封装台4上位于底板340侧面对应两导热台31之间设置有压紧件40。压紧件40包括固定在封装台4上的压紧座400以及铰接在压紧座400上的压合杆401，压合杆401的铰接点与框架片2位于同一水平面，压合杆401经过旋转利用自身重力压在框架片2上。用于阻止封装台4在封装过程中翘起。

具体实施过程，将隔热垫35放置在隔热槽内，框架片2放置在隔热垫35上，框架片2的两端的保护区25置入限位槽，焊接槽21贴在导热台31上，为加热棒36通电对导热台31进行加热，将焊料融化后停止加热，预先得知焊料熔点，并通过热电偶测量导热台31温度，当达到焊料熔点时，停止加热将框架片2与光纤1固定，完成光纤光栅传感器的封装。

一种温度控制装置9，参照图15，包括检测模块90、基准模块91、耦接于检测模块90和基准模块91的控制模块92以及耦接于控制模块92的加热模块93，控制模块92包括耦接于检测模块90的控制器923，以及耦接于控制器923的手动控制单元920以及耦接于控制器923用于控制最高温度的预设单元，通过手动控制单元920启动加热，并通过预设单元预设温度值，当检测模块90检测到的温度达到预设值时，控制器923将发出断电信号，停止加热。

检测模块90，包括热敏电阻R3以及与热敏电阻R3串联的分压电阻R0，热敏电阻R3与分压电阻R0之间连接在控制器923上，当热敏电阻R3温度发生改变之后热敏电阻R3与分压电阻R0之间的信号将会发生改变，检测模块90发出温度信号，当温度信号大小达到预设值时控制器923将会控制断电，加热模块93停止加热。本实施例中检测模块90通过热电偶实现。

基准模块91，包括可变电阻以及串联在可变电阻上的分压电阻R5通过改变可变电阻的阻值进而改变可变电阻与分压电阻之间的电压降，可变电阻与分压电阻R5之间连接在控制器923上，并向控制器923发出与预设基准信号提供基准值。

加热模块93，包括串联在控制器923上的加热棒36，手动控制单元920包括串联在控制器923与加热棒36之间的常闭非自锁按键921、串联在控制器923与加热棒36之间的常开非自锁按键922、以及串联在控制器923与加热棒36之间的继电器KM1，所述继电器的常开触点KM1-1并联在常开非自锁按键922上。按下常开非自锁按键922，继电器KM1得电，加热棒36开始加热，常开触点KM1-1闭合，控制器923持续为加热棒36供电。为了能够方便观察加热棒36是否正在加热，在加热棒36两端并联有指示灯L，当电路导通时，指示灯亮起，能够得知加热棒36是否正在工作。如果指示灯亮起但加热棒36并没有工作则证明，加热棒36本身出现故障，能够方便在设备出现故障时做故障排除。当检测信号达到预设值时，控制器923将持续电流输出变为脉冲信号输出，在控制器923输出低电平时，继电器瞬间断电，常开触点KM1-1恢复到断开状态，此时加热棒36停止供热，由于此时S1以及KM1-1均处于断开状态，所以控制器923的脉冲信号对于加热棒36不起作用，加热棒36不在加热。在加热棒36加热过程中，按下常闭非自锁按键921，继电瞬间断电，常开触点KM1-1恢复断开状态，达到断电的作用。所以该电路需要手动开启，能够手动断电、也能够通过控制器923自动断电，操作更加灵活。

本实施例中控制器923选用型号为REX-C100的控制器923，为了电路中的安全，在控制器923与室电之间连接有隔离变压器96，控制器923上耦接有用于显示热电偶检测实时温度的实时显示屏95，以及用于显示预设控制模块92预设数值的基准显示屏94。

一种光纤光栅传感器的封装平台，参照图5，包括封装台4、固定在封装台4上的光纤1固定夹具、以及用于拉伸光纤1的施力结构，封装座30固定在封装台4上，将框架片2放置在封装座30上，将可有光栅的光纤1穿入框架片2，前端通过光纤1固定夹具将光纤1固定，光纤1另一端通过施力装置对光纤1进行拉伸，当光栅被拉伸到合适位置后，通过光纤1光栅的封装结构将框架片2与光纤1固定封装。

为了让光纤1光栅的封装精度更高，需要将光纤1处于一条直线上，封装台4上位于封装座30的两端插接有用于限制光纤1位置的引线柱41，为了方便将光纤1放置在引线柱41内，将引线柱41交错设置，光纤1固定夹具底部设置有增高垫42，增高垫42的上表面与框架片2共面，施力装置对光纤1施力的位置与框架片2处于同一平面上，施力装置与封装座30之间设置有承接台，承接台上表面与增高垫42的上表面处于同一平面上，承接台上交错插接有引线柱41，引线柱41的间隙与光纤1施力方向共线。

一种用于光纤光栅传感器封装的固定夹具，参照图5、图8、图9，包括螺纹连接在增高垫42上的底座50，底座50上垂直固接有连接板51，连接板51有4个顶点，远离底座50一侧分别为第一顶点510与第二顶点511，与第二顶点511共边且靠近底座50的点为第三顶点512，剩余顶点为第四顶点513，第二顶点511相对第一顶点510更靠近底座50，第三顶点512平行于连接板51铰接有驱动杆52，第一顶点510平行于连接板51铰接有压紧杆53，压紧杆53端部铰接有抵押杆54，压紧杆53垂直于驱动杆52时，抵押杆54与压紧杆53的交接点与驱动杆52重合，抵押杆54另一端平行于连接板51转动连接在驱动杆52的远离连接板51一端。当压紧杆53垂直于驱动杆52时，抵押杆54平行于驱动杆52。驱动杆52远离连接板51一端设置有手持部520，压紧杆53远离第一顶点510一端固定连接有压紧组件56。压紧组件56包括固定连接在压紧杆53远离第一顶点510一端的受力杆55，受力杆55上垂直连接有调节螺杆560，调节螺杆560位于受力杆55上下两侧设置有调节螺母561，调节螺杆560底部固接有吻合板562，吻合板562为锥形，吻合板562底面贴在增高垫42上，锥形的吻合板562受力点为截面较小的上表面，下表面截面较大，在减小光纤1所受压强的同时能够增大受力点的受力，对于较脆弱、直径较小的光纤1更加用以固定。向吻合板562方向推动手持部520，驱动杆52旋转过程中，带动压紧杆53向下推动抵押杆54，当抵押杆54平行与驱动杆52时，压紧杆53与驱动杆52平行，此时压紧杆53与抵押杆54垂直，向上推动压紧杆53，压紧杆53带动抵押杆54具有向上的作用力，但是推动杆与抵押杆54平行驱动杆52无法转动，达到自锁的效果，只有推动驱动杆52时能将抵押杆54上的压紧组件56抬起，对光纤1的固定效果更好。

为了提高对光纤1固定的稳定性，压紧杆53共两根，分别转动连接在连接板51两侧，驱动杆52设置两根，分别转动连接在连接板51两侧，压紧杆53位于驱动杆52两侧，受力杆55为两根，设置在调节螺杆560两侧，且其端部均经过弯折后固定在压紧杆53端部。能够让连接板51两侧受力对称，提高稳定形以及对光纤1的受力更均匀，同时调节螺杆560能够沿着受力杆55向靠近或远离连接板51方向滑移，能够控制被夹持光纤1的相对位置。调节螺母561与受力杆55之间设置有固定片。

一种用于光纤光栅传感器的施力装置，结合图7，包括固定在封装台4边缘处，且位于封装座30背离固定夹具一侧的两块L形的固轮板60，转动支撑在固轮板60上的滑轮61，以及拉动光纤1的重力件63，两块固轮板60相对且平行设置，两块固定板之间转动支撑有转轴62，中间滑轮61一体连接在转轴62上，滑轮61位于封装座30远离固定夹具一侧，光纤1一端通过固定夹具固定在封装台4上，另一端绕过滑轮61自然下垂，将光纤1位于滑轮61一端系在重力件63上，通过已知质量的重力件63得知施力装置对光纤1光栅施力的大小。通过更换重力件63的质量改变光栅的形变量。

重力件63包括系纤杆630、垂直连接在系纤杆630端部的连接杆631、连接杆631端部连接有承接块64、以及用于为重力件63增减重力的重力块65，重力块65上设置有安放槽650，将连接杆631嵌入安放槽650内并将重力块65放置在承接块64上。重力块65上标识有相应的重量，便于改变对光纤1施加的力。

将框架片2放置在封装座30上，并将光纤1穿过框架片2，将光栅对准形变区24，光纤1的一端被固定组件固定，并将光纤1通过引线柱41，另一端缠绕在系纤杆630上，用胶带将光纤1沾在系纤杆630上并将光纤1置于滑轮61上，根据重量需要在承接块64上添加相应质量的质量块。为加热棒36供电，融化焊料，将光纤1焊接在框架片2上，完成光纤光栅传感器的封装。

一种光纤光栅传感器的校准平台，参照图10，光纤光栅传感器的校准是通过拉伸光纤光栅传感器使其发生形变，同时在光纤光栅传感器的光纤1内输入光谱，通过观测反射光谱和输出光谱中波长的变化量与光纤光栅传感器的物理形变相对应，得到波长变化与物理变化之间的比例系数。一种光纤光栅传感器的校准平台，结合图11、图12，包括校准台座70、固定连接在校准台座70上的定固定台71、滑移连接在校准台座70且抵接在定固定台71上的动固定台72、以及分别固接在定固定台71与动固定台72上的两个用于校准平台的固定夹具8，穿过定固定台71设置有贴在动固定台72上的用于测量动固定台72与定固定台71之间间隙的测距尺73（参照图13），本实施例中选用ID-S112B三丰543-690B数显千分表，定固定台71上开设有供测距尺73***的通孔710，将该千分表的测量端***该通孔710且贴在动固定台72上，动固定台72上远离定固定台71一端设置有用于拉动动固定台72的拉伸装置74，校准台座70与定固定台71之间设置有用于使动固定台72与定固定台71具有相互靠近趋势的收紧装置76。将封装好的光纤光栅传感器放置在定固定台71与动固定台72连接处，通过收紧装置76让动固定台72与定固定台71相互贴紧，通过用于校准平台的固定夹具8将光纤光栅传感器的两端分别固定在定固定台71和动固定台72上，通过拉伸装置74向远离定固定台71方向拉动动固定台72，进而使光纤光栅传感器的形变区24发生形变，通过测距尺73测量定固定台71与动固定台72之间变化的距离，进而得知光栅光纤1传感器的形变量，将该形变量与光纤1中反射光谱和输出光谱波长的变化量对应，多次试验得到多组数据进而得出光纤光栅传感器物理变化量X与波长变化量的比例系数K。将该光纤光栅传感器贴在带测量的设备上，设备发生形变后传感器同时发生形变，根据比例系数K以及观察光谱得到的波长变化量即可得知光纤光栅传感器的物理变化量。

结合图12，校准台座70对应动固定台72的表面的两侧分别设置滑轨700，动固定台72底部固定有能够在滑轨700内滑移的滑杆720，动固定台72能够通过滑轨700在校准台座70上滑移。

收紧装置76包括穿过定固定台71伸向动固定台72的对称设置的两个固定柱760，固定柱760远离动固定台72一端设置有限位块761，能够阻止固定柱760向动固定台72方向移动，固定柱760靠近动固定台72一端设置有固定环762，动固定台72底部上对应固定柱760位置固定有两个连接柱763，连接柱763与固定环762之间固接有用于使动固定台72与定固定台71相互抵接的拉簧（图中未画出）。

拉伸装置74包括固定在动固定台72底部远离定固定台71一侧的拉紧轴740、固定在固定台座上的平衡台701，两端固定在平衡台701上且绕过拉紧轴740的拉紧丝741，平衡台701上设置有供拉紧丝741穿过的拉紧孔，动固定台72上设置有用于推动向垂直与拉紧丝741方向推动拉紧丝741的微调组件75。通过微调组件75垂直推动拉紧丝741，进而使动固定台72远离定固定台71，由于推动拉紧丝741的方向为垂直方向，能够让沿着拉紧丝741方向的运动距离远小于垂直推动距离，方便对光纤光栅传感器较小的拉伸，降低物理形变量的数量级，方便校准。

微调组件75包括转动连接在校准台座70上的折杆750，折杆750以折点为轴转动，折杆750包括相互垂直的长杆7500和短杆7501，短杆7501端部设置有位于两根拉紧丝741中间的微调轴751，平衡台701上对应长杆7500端部螺纹连接有细牙螺杆752，该细牙螺杆752穿过校准台座70，抵接在长杆7500端部，通过旋转校准台座70能够推动长杆7500，短杆7501与长杆7500同步转动，短杆7501推动拉紧丝741，使拉紧丝741发生形变，进而使动固定台72背离定固定台71移动，由于光纤光栅传感器的两端被固定在了定固定台71和动固定台72上，所以光纤光栅传感器的形变区24将会发生形变，同时改变光纤1的输出光谱和反射光谱，通过物理形变与波长形变的对应，实现校准。

具体实施过程，将光纤光栅传感器的两端分别固定在动固定台72和定固定台71上，通过拉紧装置将动固定台72与定固定台71贴合抵接，将测距尺73***定固定台71上的通孔710内并贴在动固定台72上，旋转细牙螺杆752，推动长杆7500，短杆7501同步转动，微调轴751推动拉紧丝741，进而使动固定台72远离定固定台71，使光纤光栅传感器的形变区24发生形变，读取测距尺73上的示数对比光纤1反射光谱和输出光谱的波长。通过多组数据得出物理形变量与波长变化的系数，完成校准。

一种用于校准平台的固定夹具8，结合图14，校准平台上的动固定台72与定固定台71上均设置有用于校准平台的固定夹具8，本实施例中动固定台72与定固定台71上的用于校准平台的固定夹具8相同，其中，设置在动固定台72上的用于校准平台的固定夹具8包括，一端螺纹连接在动固定台72上的长方体校准座80，该校准座80另一端转动连接有转动轴81，所述转动轴81一端***校准座80，另一端转动连接有长方体的抵押座82，抵押座82靠近一端固接有用于固定光纤光栅传感器的抵押板83，所述抵押板83抵接在光纤光栅传感器上，抵押座82远离光纤光栅传感器一端螺纹连接有顶丝84，顶丝84的一端抵接在动固定台72上，另一端设置有旋转手柄85。通过旋转顶丝84，抵押座82远离光纤光栅传感器一端向远离动固定台72方向移动，抵押板83将压紧光纤光栅传感器，达到固定的作用，为了达到更好的固定效果，顶丝84与转动轴81之间的距离远大于转动轴81与抵押板83之间的距离，实现杠杆作用，增大抵押板83与光纤光栅传感器之间的作用力。

为了让抵押板83在压紧光纤光栅传感器时抵押板83的表面贴在光纤光栅传感器的表面上，抵押板83与抵押座82之间转动连接，能够阻止抵押板83的棱角部分对光纤光栅传感器造成损坏。

具体实施过程，将光纤光栅传感器摆放在动固定台72和定固定台71上，将两个用于校准平台的固定夹具8上的校准座80分别固定在动固定台72上，将顶丝84旋入抵押座82远离光纤光栅传感器的一端，并抵接在动固定座上，抵押板83将会抵接在光纤光栅传感器上，进而将光纤光栅传感器固定。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：包括封装台(4)、用于摆放框架片(2)的封装座(30)、设置在封装座(30)上用于为焊接槽(21)加热的加热装置以及用于控制加热温度的温控装置；所述封装座(30)固定在封装台(4)上，所述封装座(30)包括平行设置的两块导热台(31)，框架片(2)架在两块导热台(31)之间，封装台(4)上位于封装座(30)侧面对应两导热台(31)之间设置有压紧件(40)；压紧件(40)包括固定在封装台(4)上的压紧座(400)以及铰接在压紧座(400)上的压合杆(401)，压合杆(401)的铰接点与框架片(2)位于同一水平面，压合杆(401)经过旋转利用自身重力压在框架片(2)上，焊接槽(21)置于导热台(31)上面，所述加热装置固定***导热台(31)内。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述导热台(31)外侧贴设有限位板(32)，所述限位板(32)上表面开设有供框架片(2)两端嵌入的承接槽。

3.根据权利要求2所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述导热台(31)上架设有隔热垫(35)，框架片(2)置于隔热垫(35)上且框架片(2)焊接区(22)贴在导热台(31)上，两导热台(31)相向一侧的上表面开设有供隔热垫(35)嵌入的隔热槽。

4.根据权利要求3所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述限位板(32)与导热台(31)之间设置有隔热间隙(33)。

5.根据权利要求4所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述限位板(32)下面设置有用于使导热台(31)与封装台(4)隔热的支撑件(34)。

6.根据权利要求5所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述支撑件(34)包括位于导热台(31)下方的底板(340)，垂直固定在底板(340)两端的支撑板(341)，垂直固定在支撑板(341)上表面且向内延伸的承接板(342)，限位板(32)下表面贴在承接板(342)上。

7.根据权利要求6所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：支撑件(34)还包括穿过支撑板(341)以及导热台(31)的隔热辊(343)，所述隔热辊(343)对应导热台(31)的位置套有隔热管(344)，所述支撑板(341)上螺纹连接有抵接在隔热辊(343)上的顶丝(84)。

8.根据权利要求7所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述加热装置包括插设在导热台(31)内的电热棒。

9.根据权利要求8所述的光纤光栅传感器的封装结构，其特征在于：所述温控装置包括固定在导热台(31)上的热电偶。