【技术实现步骤摘要】
本申请涉及传感器，尤其涉及单晶光纤封装装置及单晶光纤传感探头。
技术介绍
1、航空发动机需在高温、高压等极端恶劣环境下工作，其中航空发动机状态感知与智能诊断是保证航空发动机长期安全运行的关键问题之一。而在航空发动机众多的信息感知中，高温监测则是其中的重要一环。热电偶、晶体测温技术、辐射测温法等都在航空发动机高温监测方面有所应用。光纤测温法具有抗电磁干扰、重量轻、体积微小等天然优势，在航空航天系统机体结构安全监测方面逐渐开始应用。然而，传统的石英光纤一般仅适用于300℃以下温度，在航空发动机等超高温环境下具有先天的局限性。一般通过在光纤表面涂覆涂层来保护光纤，但其在高温下的长期稳定性目前难以保证。
2、为提高光纤传感探头的高温适应性，近年来基于单晶光纤（single crystalfiber）的传感探头得到了持续的发展。以单晶蓝宝石光纤为例进行说明如下：
3、单晶蓝宝石光纤的熔点高达2054℃并在可见光至近红外波段具有良好的光学传输特性，相对于传统石英光纤具有更高熔点和激光损伤阈值、更高的耐腐蚀性、机械性能和更宽的光谱透射范围，是实现高温环境下传感探头开发的最佳材料选择之一。因此，单晶光纤传感探头（比如单晶蓝宝石光纤传感探头）的发展对航空发动机等恶劣环境监测具有重大的研究意义和实用价值。
4、由于高温下单晶蓝宝石光纤会与外界空气中的成分产生化学反应，单晶蓝宝石光纤传感探头在1500℃超高温环境下长期运行（>100小时）后，单晶蓝宝石光纤的表面会生成氢氧化铝产生损耗斑、微蚀刻线等表面劣化现象
5、目前，一种光纤封装装置包括保护套管（也称为sapphire tube）和堵塞于保护套管两端的密封件（seal device）。这种光纤封装装置对光纤的封装是一次性的（只能一次充入气体），不利于保持保护套管内的气压恒定。
技术实现思路
1、本申请的目的在于公开一种单晶光纤封装装置及单晶光纤传感探头。所述单晶光纤封装装置或者单晶光纤传感探头能多次充气，不仅提高复用性，充入的气体种类和压力可根据实验需求灵活选择，还有利于保持保护套管内的气压恒定。
2、第一方面，本申请公开一种单晶光纤封装装置。所述单晶光纤封装装置包括用于容纳所述单晶光纤的保护套管、截止阀和充气装置。所述保护套管致密不透气，所述保护套管的材质不会与所述单晶光纤的材质发生化学反应，以及，所述保护套管的熔点不低于所述单晶光纤的熔点。所述充气装置通过所述截止阀与所述保护套管连通，在所述截止阀打开的情况下，对所述保护套管抽真空或向所述保护套管内充入保护气体。
3、在一些实施方式中，所述单晶光纤封装装置包括第一三通接头和连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接，所述第一三通接头的第二端与所述保护套管的第一端连接；所述第一三通接头的第三端和所述保护套管的第二端中的一者密封，另一者与所述连接器密封连接，所述连接器用于与穿出所述保护套管的所述单晶光纤连接。
4、在一些实施方式中，所述单晶光纤封装装置包括第一三通接头、第一连接器和第二连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接；所述第一三通接头的第二端与所述保护套管连接，所述第一三通接头的第三端与所述第一连接器密封连接，所述保护套管的第二端与所述第二连接器密封连接，以使得所述单晶光纤的两端均穿出所述保护套管相应的与所述第一连接器和所述第二连接器连接。
5、在一些实施方式中，所述充气装置包括第二三通接头、真空泵、供气装置和阀门，其中：所述真空泵和所述供气装置中的一者通过阀门连接所述第二三通接头的第一端，所述真空泵和所述供气装置中的另一者连接所述第二三通接头的第二端；所述第二三通接头的第三端与所述截止阀连接。
6、在一些实施方式中，所述保护套管包括被加热段；所述单晶光纤封装装置包括两条毛细管，两条所述毛细管分别自所述保护套管相对的端部插入所述保护套管内，且均与所述被加热段相分隔开。
7、在一些实施方式中，自所述保护套管的端部，每条所述毛细管伸入所述保护套管的长度为d，0cm＜d≤20cm。
8、在一些实施方式中，所述单晶光纤封装装置包括压力监测仪，所述压力监测仪连接于所述截止阀与所述保护套管之间的通路。
9、在一些实施方式中，所述单晶光纤封装装置包括低温段，所述单晶光纤封装装置包括气室，所述气室通过所述低温段连通所述保护套管的被加热段。
10、在一些实施方式中，在所述单晶光纤为蓝宝石光纤、单晶蓝宝石光纤光栅、单晶蓝宝石光纤法布里-珀罗腔或含有飞秒激光微加工的单晶光纤时，所述保护套管为蓝宝石管，或者，高纯氧化铝陶瓷管；在所述单晶光纤为yag（钇铝石榴石晶体）光纤、yag掺杂光纤、单晶yag光纤光栅、单晶yag光纤法布里-珀罗腔或含有飞秒激光微加工的单晶光纤时，所述保护套管为yag单晶管。
11、第二方面，本申请公开一种单晶光纤传感探头。所述单晶光纤传感探头包括单晶光纤、保护套管和截止阀，其中，所述单晶光纤穿设于所述保护套管，所述保护套管致密不透气，所述保护套管的材质不会与所述单晶光纤的材质发生化学反应，以及，所述保护套管的熔点不低于所述单晶光纤的熔点；所述截止阀与所述保护套管连接，以开关所述保护套管。
12、在一些实施方式中，所述单晶光纤传感探头包括第一三通接头和连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接，所述第一三通接头的第二端与所述保护套管的第一端连接；所述第一三通接头的第三端和所述保护套管的第二端中的一者密封，另一者与所述连接器密封连接，所述连接器用于与穿出所述保护套管的所述单晶光纤连接。
13、在一些实施方式中，所述单晶光纤传感探头包括第一三通接头、第一连接器和第二连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接；所述第一三通接头的第二端与所述保护套管连接，所述第一三通接头的第三端与所述第一连接器密封连接，所述保护套管的第二端与所述第二连接器密封连接，以使得所述单晶光纤的两端均穿出所述保护套管相应的与所述第一连接器和所述第二连接器连接。
14、在一些实施方式中，所述保护套管包括被加热段；所述单晶光纤传感探头包括两条毛细管，两条所述毛细管分别自所述保护套管相对的端部插入所述保护套管内，且均与所述被加热段相分隔开。
15、在一些实施方式中，自所述保护套管的端部，每条所述毛细管伸入所述保护套管的长度为d，0cm＜d≤20cm。
16、在一些实施方式中，所述单晶光纤传感探头包括压力监测仪，所述压力监测仪连接于所述截止阀与所述保护套管之间的通路。
17、在一些实施方式中，所述单晶光纤传感探头包括低温段，所述单晶光纤传感探头包括气室，所述气室通过所述低温段连通所述保护套管的被加热段本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括用于容纳单晶光纤的保护套管、截止阀和充气装置，所述保护套管致密不透气，所述保护套管的材质不会与所述单晶光纤发生化学反应，以及，所述保护套管的熔点不低于所述单晶光纤的熔点；所述充气装置通过所述截止阀与所述保护套管连通，在所述截止阀打开的情况下，对所述保护套管抽真空或向所述保护套管内充入保护气体。
2.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括第一三通接头和连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接，所述第一三通接头的第二端与所述保护套管的第一端连接；所述第一三通接头的第三端和所述保护套管的第二端中的一者密封，另一者与所述连接器密封连接，所述连接器用于与穿出所述保护套管的所述单晶光纤连接；
3.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述充气装置包括第二三通接头、真空泵、供气装置和阀门，其中：
4.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述保护套管包括被加热段；所述单晶光纤封装装置包括两条毛细管，两条所述毛细管分别自所述保护套管
5.根据权利要求4所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，自所述保护套管的端部，每条所述毛细管伸入所述保护套管的长度为D，0cm＜D≤20cm。
6.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括压力监测仪，所述压力监测仪连接于所述截止阀与所述保护套管之间的通路；
7.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，在所述单晶光纤为蓝宝石光纤、单晶蓝宝石光纤光栅、单晶蓝宝石光纤法布里-珀罗腔或含有飞秒激光微加工的单晶光纤时，所述保护套管为蓝宝石管，或者，高纯氧化铝陶瓷管；
8.一种单晶光纤传感探头，其特征在于，所述单晶光纤传感探头包括单晶光纤、保护套管和截止阀，其中，所述单晶光纤穿设于所述保护套管，所述保护套管致密不透气，所述保护套管的材质不会与所述单晶光纤的材质发生化学反应，以及，所述保护套管的熔点不低于所述单晶光纤的熔点；所述截止阀与所述保护套管连接，以开关所述保护套管。
9.根据权利要求8所述的单晶光纤传感探头，其特征在于，所述单晶光纤传感探头包括第一三通接头和连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接，所述第一三通接头的第二端与所述保护套管的第一端连接；所述第一三通接头的第三端和所述保护套管的第二端中的一者密封，另一者与所述连接器密封连接，所述连接器用于与穿出所述保护套管的所述单晶光纤连接；
10.根据权利要求8所述的单晶光纤传感探头，其特征在于，所述保护套管包括被加热段；所述单晶光纤传感探头包括两条毛细管，两条所述毛细管分别自所述保护套管相对的端部插入所述保护套管内，且均与所述被加热段相分隔开。
11.根据权利要求10所述的单晶光纤传感探头，其特征在于，自所述保护套管的端部，每条所述毛细管伸入所述保护套管的长度为D，0cm＜D≤20cm。
12.根据权利要求8所述的单晶光纤传感探头，其特征在于，所述单晶光纤传感探头包括压力监测仪，所述压力监测仪连接于所述截止阀与所述保护套管之间的通路；
13.根据权利要求8所述的单晶光纤传感探头，其特征在于，所述单晶光纤为蓝宝石光纤、单晶蓝宝石光纤光栅、单晶蓝宝石光纤法布里-珀罗腔或含有飞秒激光微加工的单晶光纤时，所述保护套管为蓝宝石管，或者，高纯氧化铝陶瓷管；
...【技术特征摘要】
1.一种单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括用于容纳单晶光纤的保护套管、截止阀和充气装置，所述保护套管致密不透气，所述保护套管的材质不会与所述单晶光纤发生化学反应，以及，所述保护套管的熔点不低于所述单晶光纤的熔点；所述充气装置通过所述截止阀与所述保护套管连通，在所述截止阀打开的情况下，对所述保护套管抽真空或向所述保护套管内充入保护气体。
2.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括第一三通接头和连接器，所述第一三通接头的第一端与所述截止阀连接，所述第一三通接头的第二端与所述保护套管的第一端连接；所述第一三通接头的第三端和所述保护套管的第二端中的一者密封，另一者与所述连接器密封连接，所述连接器用于与穿出所述保护套管的所述单晶光纤连接；
3.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述充气装置包括第二三通接头、真空泵、供气装置和阀门，其中：
4.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述保护套管包括被加热段；所述单晶光纤封装装置包括两条毛细管，两条所述毛细管分别自所述保护套管相对的端部插入所述保护套管内，且均与所述被加热段相分隔开。
5.根据权利要求4所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，自所述保护套管的端部，每条所述毛细管伸入所述保护套管的长度为d，0cm＜d≤20cm。
6.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，所述单晶光纤封装装置包括压力监测仪，所述压力监测仪连接于所述截止阀与所述保护套管之间的通路；
7.根据权利要求1所述的单晶光纤封装装置，其特征在于，在所述单晶光纤为蓝宝石光纤、单晶蓝宝石光纤光栅、单晶蓝宝石光纤法布里-珀罗腔或含有...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，郭思琪，刘旭，蔡凯迪，朱琛，康娟，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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