傳感器的封裝技術(shù)
一、傳感器的發(fā)展歷程
了解傳感器的發(fā)展歷程，毫無疑問對我們 的掌握傳感器技術(shù)未來發(fā)展方向有所幫助，傳感器技術(shù)發(fā)展到 ，大致可以分為四個階段：
(1)結(jié)構(gòu)型傳感器；(2)物性型傳感器；(3)智能型傳感器(自診斷、自適應(yīng)功能是其技術(shù)特點)；(4)分子型傳感器(顯著特點：尺寸，并由一個大分子或幾個分子器件所構(gòu)成)。
毫無疑問，傳感器的發(fā)展向著微型化、智能化、方向發(fā)展著，這也提示我們，傳感器技術(shù)未來的發(fā)展也將在這一方向上前進。因此，我們甚至可以借助諸如基因工程的與人類自身息息相關(guān)的前沿技術(shù)進行傳感器的工作。
傳感器的封裝
二、封裝要求
光纖光柵濕度傳感器的敏感元件光纖光柵比較脆弱，因此需要對傳感器敏感元件部分進行傳感器外殼封裝保護。光纖光柵濕度傳感器的所處空氣的濕度、溫度都會影響傳感器的參數(shù)，在設(shè)計封裝工藝時候應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個原則：
(1)探頭通風(fēng)性好。濕敏元件所處的空間應(yīng)當(dāng)與外界空氣具有良好的互通性，當(dāng)外界濕度發(fā)生變化，濕敏元件附近的空氣濕度應(yīng)當(dāng)能的與外界空氣互通達到濕度平衡。若濕敏元件所處空間與外界互通性差，會直接導(dǎo)致傳感器響應(yīng)時間的大幅增加。
(2)濕敏元件避免污染。根據(jù)濕度測試原理，濕敏元件應(yīng)當(dāng)避免與水、油污等外界液體直接接觸，因此保護探頭應(yīng)當(dāng)具備防滲的功能。
(3)濕敏元件需固定。聚酞亞胺薄膜比較柔軟，當(dāng)濕敏薄膜表面與外界發(fā)生擠壓、觸碰，光纖光柵受應(yīng)力發(fā)生變化后會直接導(dǎo)致波長發(fā)生漂移。
(4)濕敏元件應(yīng)與溫度傳感器混合封裝。光纖光柵濕度傳感器對溫度、濕度都敏感，需要引入溫度傳感器進行溫度補償。
(5)探頭具備抗壓、抗拉能力。封裝好的濕度傳感器應(yīng)當(dāng)具備 的抗壓、抗拉性能，能夠在惡劣環(huán)境里穩(wěn)定工作。
三、封裝設(shè)計
為了提高光纖光柵濕度傳感器的測濕度精度，在濕度傳感器封裝設(shè)計中引入了光纖光柵溫度傳感器進行混合封裝。未涂覆濕敏材料的光纖光柵布拉格中心波長只受溫度影響，布拉格波長變化量與溫度變化量成良好的線性關(guān)系，因此實驗中可采用光纖光柵溫度傳感器對光纖光柵濕度傳感器進行溫度補償。
光纖光柵溫濕度傳感器封裝可采用并聯(lián)式封裝。對于溫濕度傳感器并聯(lián)封裝，兩種傳感器分開單獨生產(chǎn)，封裝時平行固定在多孔金屬探頭內(nèi)，解調(diào)時需要分別讀取兩個傳感器的布拉格波長。由于探頭內(nèi)的空間有限，在并聯(lián)封裝時需兩個光柵不觸碰探頭內(nèi)壁。這種封裝方式的優(yōu)點是兩個傳感器生產(chǎn)、任意傳感器可替換，缺點是需要兩個通道、封裝操作復(fù)雜。
對比并聯(lián)封裝工藝，串聯(lián)式封裝工藝空間少、封裝簡單、。串聯(lián)式封裝將FBG和FBG濕度傳感器串接在一個光纖上，解調(diào)時只需要一個通道就可以同時監(jiān)控兩個傳感器的參數(shù)。串聯(lián)式封裝要求兩個FBG的軸向間距要小于多孔金屬探頭的長度。由于FBG裸光柵比較脆弱，這就要求裸光柵右側(cè)部分質(zhì)量不宜過大避免因為晃動產(chǎn)生斷裂。
