[发明专利]水凝胶作敏感元件的光纤光栅湿度传感器及其制作方法

权利要求书

1.水凝胶作敏感元件的光纤光栅湿度传感器，包括湿度敏感单元、固定架、弹簧和支撑筒，其特征在于：凹型的固定架内设置有湿度敏感单元、弹簧和支撑筒，湿度敏感单元一端与固定架的一个内侧壁固定，湿度敏感单元另一端与支撑筒的一端固定，支撑筒的另一端贯穿固定架的另一个内侧壁活动设置，支撑筒上套置有弹簧，弹簧的一端与湿度敏感单元另一端连接，弹簧的另一端与固定架的另一个内侧壁连接；

所述的湿度敏感单元包括光纤光栅、第一固定圆盘、第二固定圆盘和水凝胶，第一固定圆盘和第二固定圆盘之间设置有光纤光栅，光纤光栅由水凝胶包覆，水凝胶和光纤光栅构成湿度敏感单元中的敏感器；光纤光栅一侧的光纤依次穿过第一固定圆盘和固定架的一个内侧壁后延伸至外界，光纤光栅另一侧的光纤依次穿过第二固定圆盘、支撑筒和固定架的另一个内侧壁后延伸至外界；

所述的湿度敏感单元和支撑筒同轴设置。

2.一种制作如权利要求1中所述的敏感器方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1将一根单模光纤剥去外面的保护层，并将其置于110～140Mpa，130～150℃的条件下载氢48小时；

步骤2使用波长为248nm的KrF激光器，采用相位掩膜法刻写光纤，得到光纤光栅；

步骤3将光纤光栅在130～150℃条件下退火24小时，消除残留在光纤中的氢；

步骤4采用氢氟酸腐蚀光纤光栅来减小光栅的横截面积；

步骤5将腐蚀后的光纤光栅合成在凝胶包层中；

所述的凝胶合成方法为：将凝胶溶液配置好后，在紫外灯下照射3－4小时，凝胶即可合成；

所述的凝胶溶液包括单体、交联剂和紫外引发剂，其质量比为86：12：2；

所述的单体是acrylamide，交联剂是N,N’-methylene bisacrylamide；紫外引发剂是 ketoglutaric acid。