光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置與封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置與封裝方法，其包括絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置、拉力傳感器、支撐裝置、夾緊裝置、標(biāo)定塊、基材光纖光柵封裝體以及底座，光纖光柵曲線形狀傳感器包括鎳鈦記憶合金絲、光纖光柵固定套管、光纖光柵組，鎳鈦記憶合金絲上刻有四十段槽，光纖光柵組為四根刻有光柵點(diǎn)的光纖。本發(fā)明針對目前已有的細(xì)長柔性桿三維空間定位傳感器，在不改變檢測原理的前提下對傳感器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化封裝，同時(shí)對傳感器內(nèi)部的記憶合金絲以及固定管套部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到封裝精度最優(yōu)化。
【專利說明】
光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置與封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械診斷技術(shù)，特別是涉及一種光纖光柵曲線形狀傳感器的 封裝裝置與封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著機(jī)械電子工程技術(shù)、智能傳感技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)等學(xué)科的發(fā) 展，傳統(tǒng)醫(yī)療器械的功能被大大增強(qiáng)。在微創(chuàng)外科手術(shù)中，內(nèi)窺鏡被作為一種重要的診斷器 械，在探視病變方面具有極高的價(jià)值。在結(jié)腸檢查過程中，由于存在多個(gè)彎道，并且醫(yī)生在 手術(shù)過程中不能預(yù)知內(nèi)窺鏡的形狀。在深入過程中，鏡體容易發(fā)生刮擦甚至穿刺組織等危 及病人生命的情況。因此有必要對人體管道內(nèi)的內(nèi)窺鏡形狀進(jìn)行探測。光纖光柵傳感器為 解決內(nèi)窺鏡形狀感知提供了一條可行的路徑。上海大學(xué)醫(yī)療機(jī)器人研究課題組在近幾年對 基于光纖光柵的智能內(nèi)窺鏡感知系統(tǒng)進(jìn)行了一系列研究。
[0003] 專利號(hào)為200510025854.6的專利"軟性內(nèi)窺鏡三維曲線形狀檢測裝置和方法"描 述了一種內(nèi)窺鏡三維檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由柔性檢測桿、光纖光柵解調(diào)設(shè)備和計(jì)算機(jī)連接而 成，在柔性檢測桿上沿軸向設(shè)置兩根成一組的多組光纖光柵，構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)。通過傳感器標(biāo) 定、波長數(shù)據(jù)采集、繪制曲線形狀等步驟實(shí)現(xiàn)對鏡體形狀的實(shí)時(shí)檢測。
[0004] 專利號(hào)為200620047636.2的專利"醫(yī)用內(nèi)窺鏡本體三維定位系統(tǒng)"描述了一種使 用CCD攝像機(jī)的內(nèi)窺鏡本體定位方法。該系統(tǒng)包含兩個(gè)CCD相機(jī)、一塊圖像采集卡、一塊攝像 機(jī)標(biāo)定板、內(nèi)窺鏡及其附屬平臺(tái)和一臺(tái)計(jì)算機(jī)。攝像頭通過標(biāo)定以及識(shí)別安裝在內(nèi)窺鏡本 體上的標(biāo)志點(diǎn)顯示出鏡體形狀。
[0005] 專利號(hào)為200710043767.2的專利"細(xì)長柔性桿的空間形狀檢測裝置和方法"具體 描述了一種形狀傳感器裝置。該裝置在細(xì)長柔性桿上布置一組四根光纖組成的光柵陣列， 利用光纖光柵解調(diào)儀測得細(xì)長桿在空間的五個(gè)離散點(diǎn)處的二十個(gè)光柵點(diǎn)的中心波長，從而 測得離散點(diǎn)處的空間曲率大小和方向，結(jié)合數(shù)據(jù)處理模塊重建出該桿的三維形狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置與 封裝方法，其針對目前已有的細(xì)長柔性桿三維空間定位傳感器，在不改變檢測原理的前提 下對傳感器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化封裝，同時(shí)對傳感器內(nèi)部的記憶合金絲以及固定管套部分進(jìn)行優(yōu)化 設(shè)計(jì)，以達(dá)到封裝精度最優(yōu)化。
[0007] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種光纖光柵曲線形狀傳感 器的封裝裝置，其特征在于，所述光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置包括絲杠螺母平臺(tái) 收緊裝置、拉力傳感器、支撐裝置、夾緊裝置、標(biāo)定塊、基材光纖光柵封裝體和底座，拉力傳 感器位于絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置和支撐裝置之間，夾緊裝置位于支撐裝置和標(biāo)定塊之間， 基材光纖光柵封裝體的兩端分別與一個(gè)標(biāo)定塊連接，絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置、拉力傳感器、 支撐裝置、夾緊裝置、標(biāo)定塊都位于底座上。
[0008] 優(yōu)選地，所述光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置用于對光纖光柵曲線形狀傳感 器進(jìn)行封裝，光纖光柵曲線形狀傳感器包括鎳鈦記憶合金絲、光纖光柵固定套管、光纖光柵 組，鎳鈦記憶合金絲上刻有四十段槽，光纖光柵組為四根刻有光柵點(diǎn)的光纖。
[0009] 優(yōu)選地，所述支撐裝置包括支撐裝置與支撐蓋板，支撐裝置與支撐蓋板通過螺釘 鎖緊，用以支撐鎳鈦記憶合金基材。
[0010] 優(yōu)選地，所述夾緊裝置包括夾緊塊和夾緊蓋板，夾緊塊和夾緊蓋板通過螺釘鎖緊， 用以固定鎳鈦記憶合金基材。
[0011] 優(yōu)選地，所述鎳鈦記憶合金絲中在相距100mm的十個(gè)位置處各自刻出四條槽，且相 互之間呈90°關(guān)系，每條槽的長度為45mm。
[0012] 優(yōu)選地，所述光纖光柵固定套管中含有一個(gè)直徑為1mm的中心孔以及周圍含有 0.3mm直徑的梅花孔，且相鄰的梅花孔的中心呈90°夾角。
[0013] 優(yōu)選地，所述光柵固定套管采用梅花形式，光纖光柵固定套管中含有一個(gè)直徑為 1mm的中心孔以及周圍含有0.3mm直徑的梅花孔，且相鄰的梅花孔的中心呈90°夾角，總長度 為4_，中間孔用于將鎳鈦記憶合金絲穿入其中，旁邊的梅花孔分別用于穿入光纖光柵。
[0014] 本發(fā)明還提供一種光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝方法，其特征在于，其包括以 下步驟： 步驟一、將底座放于水平面上，并在底座的適當(dāng)位置上安裝夾緊裝置和絲杠螺母平臺(tái) 收緊裝置； 步驟二、將鎳鈦記憶合金絲用酒精擦拭干凈，穿過夾緊裝置;一端與支撐裝置固連，調(diào) 整好絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置的位置，以便進(jìn)行前后移動(dòng)操作； 步驟三、用酒精清潔光纖光柵固定套管，并將二十個(gè)光柵點(diǎn)光纖光柵固定套管從遠(yuǎn)離 拉力傳感器的一端套入鎳鈦記憶合金絲； 步驟四、鎖緊遠(yuǎn)離拉力傳感器端的夾緊裝置，移動(dòng)絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置拉伸鎳鈦記 憶合金絲，按照計(jì)算得出的合金絲拉應(yīng)變數(shù)值以拉力傳感器為參考調(diào)節(jié)拉力大小；由于光 纖光柵組的拉壓極限應(yīng)變不一致，通常拉伸極限應(yīng)變小于壓縮極限應(yīng)變，為了使封裝后的 光纖光柵曲線形狀傳感器拉壓極限應(yīng)變一致，需要對光纖光柵施加一個(gè)預(yù)壓應(yīng)力，體現(xiàn)在 記憶合金絲上便是預(yù)拉應(yīng)力，此應(yīng)力可通過光纖光柵的極限拉壓應(yīng)變計(jì)算得出； 步驟五、調(diào)節(jié)好每個(gè)光纖光柵固定套管的周向位置，將光纖光柵組按順時(shí)針依次穿入 光纖光柵固定套管，按照光柵點(diǎn)的排布圖對四根光纖中的光柵位置進(jìn)行調(diào)整；穿入完畢后 將光柵點(diǎn)嵌入鎳鈦記憶合金絲基材的槽中，并調(diào)節(jié)光柵點(diǎn)在基材軸向上的位置，使每一個(gè) 空間檢測點(diǎn)上的相鄰光柵點(diǎn)處于同一個(gè)軸向位置上； 步驟六、使用樹脂均勻涂覆在每一個(gè)空間檢測點(diǎn)處，保證每一個(gè)光纖光柵組的光柵點(diǎn) 處涂覆的膠水盡量均勻光滑;待涂覆完畢后需再次將光柵調(diào)整至嵌入鎳鈦記憶合金絲基材 的槽中的狀態(tài)，以此狀態(tài)為光纖光柵與基材的最終相對位置關(guān)系； 步驟七、等待24-48小時(shí)膠水凝固，在遠(yuǎn)離拉力傳感器的夾緊裝置處鎖上標(biāo)定塊； 步驟八、將基材每隔半小時(shí)松開1/4拉伸量，以免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象;待完全松開后將 基材光纖光柵封裝體從夾緊裝置中取出； 步驟九、將光纖光柵組按在光纖光柵固定套管的位置依次編號(hào)； 步驟十、套上塑膠管，用電吹風(fēng)機(jī)吹緊，并在另一端鎖上標(biāo)定塊后即可完成封裝。
[0015] 優(yōu)選地，所述膠水的配方為樹脂與環(huán)氧膠的質(zhì)量比等于1比3。
[0016] 優(yōu)選地，所述絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置施加的預(yù)拉力為
，e-max表 示光纖光柵能夠承受的最大壓應(yīng)變，表示光纖光柵能夠承受的最大拉應(yīng)變，且| e-max | > e+max | ;在拉力傳感器松開后，傳感器受到的拉、壓能力相同，應(yīng)變量程達(dá)到最大。
[0017] 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 一、本發(fā)明通過對光纖光柵點(diǎn)的初步固定和輔助固定，極大地減小了相鄰光柵點(diǎn)的位 置誤差以及同一根光纖上的光柵點(diǎn)的軸向封裝誤差。在技術(shù)上僅需控制基材開槽的加工精 度即可實(shí)現(xiàn)對封裝精度的掌控。
[0018] 二、本發(fā)明經(jīng)過對多種膠水的多種配比實(shí)驗(yàn)后，使用了目前為止最佳的膠水配方， 該配方能夠保證將基材彎曲的曲率最大限度地傳遞至光纖光柵上，使光柵點(diǎn)的曲率靈敏度 達(dá)到最大。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置整體示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的基材光纖光柵封裝體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖5為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的鎳鈦記憶合金基材的優(yōu)化 主視圖。
[0024] 圖6為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的鎳鈦記憶合金基材的A-A 方向的剖視圖。
[0025] 圖7為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中使用的光纖光柵固定套管的 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖8為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的預(yù)壓封裝原理圖。
[0027]圖9為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的四條光纖中光柵點(diǎn)（CH1、 CH2、CH3、CH4)的軸向排布圖。
[0028]圖10為本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置中的四條光纖中光柵點(diǎn)的周 向排布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029 ]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置包括絲杠 螺母平臺(tái)收緊裝置1、拉力傳感器2、支撐裝置3、夾緊裝置4、標(biāo)定塊5、基材光纖光柵封裝體6 和底座7,拉力傳感器2位于絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置1和支撐裝置3之間，夾緊裝置4位于支撐 裝置3和標(biāo)定塊5之間，基材光纖光柵封裝體6的兩端分別與一個(gè)標(biāo)定塊5連接，絲杠螺母平 臺(tái)收緊裝置1、拉力傳感器2、支撐裝置3、夾緊裝置4、標(biāo)定塊5都位于底座7上。
[0031]光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置用于對光纖光柵曲線形狀傳感器進(jìn)行封裝， 光纖光柵曲線形狀傳感器包括鎳鈦記憶合金絲8、光纖光柵固定套管9、光纖光柵組10,鎳鈦 記憶合金絲上刻有四十段槽，光纖光柵組為四根刻有光柵點(diǎn)的光纖。
[0032] 支撐裝置3包括支撐裝置11與支撐蓋板12,支撐裝置11與支撐蓋板12通過螺釘鎖 緊，用以支撐鎳鈦記憶合金基材。
[0033] 夾緊裝置4包括夾緊塊13和夾緊蓋板14,夾緊塊13和夾緊蓋板14通過螺釘鎖緊，用 以固定鎳鈦記憶合金基材。
[0034] 鎳鈦記憶合金絲中在相距100mm的十個(gè)位置處各自刻出四條槽，且相互之間呈90° 關(guān)系，每條槽的長度為45mm。使用此方案的目的在于將光柵點(diǎn)嵌入槽中固定，對光柵點(diǎn)起到 預(yù)固定作用。
[0035] 所述光柵固定套管采用梅花形式，光纖光柵固定套管中含有一個(gè)直徑為1mm的中 心孔以及周圍含有〇.3mm直徑的梅花孔，且相鄰的梅花孔的中心呈90°夾角，總長度為4mm， 中間孔用于將鎳鈦記憶合金絲穿入其中，旁邊的梅花孔分別用于穿入光纖光柵。此方案的 目的在于對每一個(gè)光柵點(diǎn)在嵌入基材槽之后進(jìn)行輔助固定。
[0036] 如圖1至圖10所示，本發(fā)明光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝方法包括以下步驟： 步驟一、將底座7放于水平面上，并在底座的適當(dāng)位置上安裝夾緊裝置4和絲杠螺母平 臺(tái)收緊裝置1; 步驟二、將鎳鈦記憶合金絲8用酒精擦拭干凈，穿過夾緊裝置4; 一端與支撐裝置3固連， 調(diào)整好絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置1的位置，以便進(jìn)行前后移動(dòng)操作； 步驟三、用酒精清潔光纖光柵固定套管9，并將二十個(gè)光柵點(diǎn)光纖光柵固定套管從遠(yuǎn)離 拉力傳感器2的一端套入鎳鈦記憶合金絲8; 步驟四、鎖緊遠(yuǎn)離拉力傳感器2端的夾緊裝置4,移動(dòng)絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置1拉伸鎳鈦 記憶合金絲8,按照計(jì)算得出的合金絲拉應(yīng)變數(shù)值以拉力傳感器2為參考調(diào)節(jié)拉力大小。由 于光纖光柵組10的拉壓極限應(yīng)變不一致，通常拉伸極限應(yīng)變小于壓縮極限應(yīng)變，為了使封 裝后的光纖光柵曲線形狀傳感器拉壓極限應(yīng)變一致，需要對光纖光柵施加一個(gè)預(yù)壓應(yīng)力， 體現(xiàn)在記憶合金絲上便是預(yù)拉應(yīng)力，此應(yīng)力可通過光纖光柵的極限拉壓應(yīng)變計(jì)算得出； 步驟五、調(diào)節(jié)好每個(gè)光纖光柵固定套管9的周向位置，將光纖光柵組10按順時(shí)針依次穿 入光纖光柵固定套管，按照光柵點(diǎn)的排布圖對四根光纖中的光柵位置進(jìn)行調(diào)整；穿入完畢 后將光柵點(diǎn)嵌入鎳鈦記憶合金絲基材的槽中，并調(diào)節(jié)光柵點(diǎn)在基材軸向上的位置，使每一 個(gè)空間檢測點(diǎn)上的相鄰光柵點(diǎn)處于同一個(gè)軸向位置上； 步驟六、使用樹脂均勻涂覆在每一個(gè)空間檢測點(diǎn)處，保證每一個(gè)光纖光柵組10的光柵 點(diǎn)處涂覆的膠水B盡量均勻光滑;待涂覆完畢后需再次將光柵調(diào)整至嵌入鎳鈦記憶合金絲 基材的槽中的狀態(tài)，以此狀態(tài)為光纖光柵與基材的最終相對位置關(guān)系； 步驟七、等待24-48小時(shí)膠水凝固，在遠(yuǎn)離拉力傳感器2的夾緊裝置4處鎖上標(biāo)定塊； 步驟八、將基材每隔半小時(shí)松開1/4拉伸量，以免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象;待完全松開后將 基材光纖光柵封裝體6從夾緊裝置4中取出； 步驟九、將光纖光柵組10按在光纖光柵固定套管9的位置依次編號(hào)； 步驟十、套上塑膠管，用電吹風(fēng)機(jī)吹緊，并在另一端鎖上標(biāo)定塊5后即可完成封裝。
[0037] 本發(fā)明使用樹脂與環(huán)氧膠的質(zhì)量比等于1比3的膠水。
[0038] 所述絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置施加的預(yù)拉力為
，e-max表示光纖 光柵能夠承受的最大壓應(yīng)變，￡+^\表示光纖光柵能夠承受的最大拉應(yīng)變，且| ￡iax | > | e+max ;在拉力傳感器松開后，傳感器受到的拉、壓能力相同，應(yīng)變量程達(dá)到最大。
[0039]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制 本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述光纖光柵曲線形狀傳 感器的封裝裝置包括絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置、拉力傳感器、支撐裝置、夾緊裝置、標(biāo)定塊、基 材光纖光柵封裝體和底座，拉力傳感器位于絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置和支撐裝置之間，夾緊 裝置位于支撐裝置和標(biāo)定塊之間，基材光纖光柵封裝體的兩端分別與一個(gè)標(biāo)定塊連接，絲 杠螺母平臺(tái)收緊裝置、拉力傳感器、支撐裝置、夾緊裝置、標(biāo)定塊都位于底座上。2. 如權(quán)利要求1所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述光纖光 柵曲線形狀傳感器的封裝裝置用于對光纖光柵曲線形狀傳感器進(jìn)行封裝，光纖光柵曲線形 狀傳感器包括鎳鈦記憶合金絲、光纖光柵固定套管、光纖光柵組，鎳鈦記憶合金絲上刻有四 十段槽，光纖光柵組為四根刻有光柵點(diǎn)的光纖。3. 如權(quán)利要求2所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述支撐裝 置包括支撐裝置與支撐蓋板，支撐裝置與支撐蓋板通過螺釘鎖緊，用以支撐鎳鈦記憶合金 基材。4. 如權(quán)利要求2所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述夾緊裝 置包括夾緊塊和夾緊蓋板，夾緊塊和夾緊蓋板通過螺釘鎖緊，用以固定鎳鈦記憶合金基材。5. 如權(quán)利要求2所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述鎳鈦記 憶合金絲中在相距100mm的十個(gè)位置處各自刻出四條槽，且相互之間呈90°關(guān)系，每條槽的 長度為45mm。6. 如權(quán)利要求2所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述光纖光 柵固定套管中含有一個(gè)直徑為1mm的中心孔以及周圍含有0.3mm直徑的梅花孔，且相鄰的梅 花孔的中心呈90°夾角。7. 如權(quán)利要求2所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝裝置，其特征在于，所述光柵固 定套管采用梅花形式，光纖光柵固定套管中含有一個(gè)直徑為1mm的中心孔以及周圍含有 0.3mm直徑的梅花孔，且相鄰的梅花孔的中心呈90°夾角，總長度為4mm，中間孔用于將鎳鈦 記憶合金絲穿入其中，旁邊的梅花孔分別用于穿入光纖光柵。8. -種光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝方法，其特征在于，其包括以下步驟： 步驟一、將底座放于水平面上，并在底座的適當(dāng)位置上安裝夾緊裝置和絲杠螺母平臺(tái) 收緊裝置； 步驟二、將鎳鈦記憶合金絲用酒精擦拭干凈，穿過夾緊裝置;一端與支撐裝置固連，調(diào) 整好絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置的位置，以便進(jìn)行前后移動(dòng)操作； 步驟三、用酒精清潔光纖光柵固定套管，并將二十個(gè)光柵點(diǎn)光纖光柵固定套管從遠(yuǎn)離 拉力傳感器的一端套入鎳鈦記憶合金絲； 步驟四、鎖緊遠(yuǎn)離拉力傳感器端的夾緊裝置，移動(dòng)絲杠螺母平臺(tái)收緊裝置拉伸鎳鈦記 憶合金絲，按照計(jì)算得出的合金絲拉應(yīng)變數(shù)值以拉力傳感器為參考調(diào)節(jié)拉力大小；由于光 纖光柵組的拉壓極限應(yīng)變不一致，通常拉伸極限應(yīng)變小于壓縮極限應(yīng)變，為了使封裝后的 光纖光柵曲線形狀傳感器拉壓極限應(yīng)變一致，需要對光纖光柵施加一個(gè)預(yù)壓應(yīng)力，體現(xiàn)在 記憶合金絲上便是預(yù)拉應(yīng)力，此應(yīng)力可通過光纖光柵的極限拉壓應(yīng)變計(jì)算得出； 步驟五、調(diào)節(jié)好每個(gè)光纖光柵固定套管的周向位置，將光纖光柵組按順時(shí)針依次穿入 光纖光柵固定套管，按照光柵點(diǎn)的排布圖對四根光纖中的光柵位置進(jìn)行調(diào)整；穿入完畢后 將光柵點(diǎn)嵌入鎳鈦記憶合金絲基材的槽中，并調(diào)節(jié)光柵點(diǎn)在基材軸向上的位置，使每一個(gè) 空間檢測點(diǎn)上的相鄰光柵點(diǎn)處于同一個(gè)軸向位置上； 步驟六、使用樹脂均勻涂覆在每一個(gè)空間檢測點(diǎn)處，保證每一個(gè)光纖光柵組的光柵點(diǎn) 處涂覆的膠水盡量均勻光滑;待涂覆完畢后需再次將光柵調(diào)整至嵌入鎳鈦記憶合金絲基材 的槽中的狀態(tài)，以此狀態(tài)為光纖光柵與基材的最終相對位置關(guān)系； 步驟七、等待24-48小時(shí)膠水凝固，在遠(yuǎn)離拉力傳感器的夾緊裝置處鎖上標(biāo)定塊； 步驟八、將基材每隔半小時(shí)松開1/4拉伸量，以免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象;待完全松開后將 基材光纖光柵封裝體從夾緊裝置中取出； 步驟九、將光纖光柵組按在光纖光柵固定套管的位置依次編號(hào)； 步驟十、套上塑膠管，用電吹風(fēng)機(jī)吹緊，并在另一端鎖上標(biāo)定塊后即可完成封裝。9. 如權(quán)利要求8所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝方法，其特征在于，所述膠水的 配方為樹脂與環(huán)氧膠的質(zhì)量比等于1比3。10. 如權(quán)利要求8所述的光纖光柵曲線形狀傳感器的封裝方法，其特征在于，所述絲杠 螺母平臺(tái)收緊裝置施加的預(yù)拉力為，e-max表示光纖光柵能夠承受的最 大壓應(yīng)變，e+max表不光纖光柵能夠承受的最大拉應(yīng)變，且|e_max |>|e+max |;在拉力傳感器松 開后，傳感器受到的拉、壓能力相同，應(yīng)變量程達(dá)到最大。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK106052582SQ201610337778
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月22日
【發(fā)明人】肖海, 章亞男, 沈林勇
【申請人】上海大學(xué)