[发明专利]一种一体化光纤大压力传感器及其制作方法

摘要

本发明公开了一种一体化光纤大压力传感器及其制作方法，包括传感单元、玻璃毛细管、传感器体、焊接点、外壳和法布里‑珀罗腔；传感单元由感压膜片、玻璃基底和传输光纤构成；玻璃基底的上表面中部腐蚀有微腔，微腔底部作为法布里‑珀罗腔的第一个反射面，微腔的腐蚀深度决定法布里‑珀罗腔的初始长度；玻璃基底与传感器体间通过阳极键合的方式连接为一体；玻璃毛细管贴合在玻璃基底底面；传感器体与外壳连接成一体为传感单元提供保护；传输光纤从玻璃毛细管底端孔插入并固定，传输光纤的上端面与玻璃基底底面贴合。本发明传感器可以避免传统光纤法布里‑珀罗传感器有胶封装的缺点，具有更宽的量程，也可测量更高的压力。

主权项

1.一种一体化光纤大压力传感器的制作方法，基于一体化光纤大压力传感器，该传感器包括传感单元、玻璃毛细管(3)、传感器体(4)、焊接点(5)、外壳(7)和法布里‑珀罗腔(8)；传感单元由感压膜片(1)、玻璃基底(2)和传输光纤(6)构成；其中感压膜片(1)底面经过抛光处理，作为弹性膜片感受压力，同时作为法布里‑珀罗腔(8)的第二个反射面；玻璃基底(2)的上表面中部腐蚀有微腔，微腔底部作为法布里‑珀罗腔(8)的第一个反射面，微腔的腐蚀深度决定法布里‑珀罗腔(8)的初始长度；玻璃基底(2)与传感器体(4)间通过阳极键合的方式连接为一体；玻璃毛细管(3)贴合在玻璃基底(2)底面，并通过激光焊接的方式连接；传感器体(4)与外壳(7)连接成一体为传感单元提供保护；传输光纤(6)从玻璃毛细管(3)底端孔插入并固定，传输光纤(6)的上端面与玻璃基底(2)底面贴合；其特征在于，包括以下步骤：(1)制作感压膜片(1)与传感器体(4)：设计感压膜片(1)的材料、直径与厚度；选取材料与感压膜片(1)材料相同的金属圆柱；在所选取的金属圆柱上加工圆孔并使圆孔直径等于感压膜片(1)直径，圆孔深度等于金属圆柱高度减去感压膜片(1)的厚度；对金属圆柱未加工孔的底面进行抛光处理，并在金属圆柱外部加工用于连接和夹持的螺纹、凸台结构得到传感器体(4)；(2)制作传感单元：在圆柱形的玻璃中部腐蚀微腔制成玻璃基底(2)；将步骤(1)中制作好的传感器体(4)与玻璃基底(2)清洗、干燥后放入阳极键合机，使玻璃基底(2)上表面与感压膜片(1)底面同心贴合并进行阳极键合；键合完成后将其置于激光焊接设备中，令玻璃毛细管(3)上端面与玻璃基底(2)下表面同心贴合，利用激光将两者焊为一体；将切割好的传输光纤(6)从玻璃毛细管(3)底端插入，使传输光纤(6)上端面与玻璃基底(2)下表面贴合；微调传输光纤(6)位置并通过光谱仪观测干涉信号，待信号最强时通过胶粘剂固定光纤位置；(3)将外壳(7)与传感器体(4)焊接为一体，完成所述一体化光纤大压力传感器的制作。