一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法与流程

1.本发明涉及一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法。


背景技术：

2.在诊断液压系统故障的现有技术中，通常仅是检测液压系统的温度、压力和流量中的一个，因此很难诊断出液压系统的故障。
3.例如，在液压系统故障排除中，经常出现一种执行机构的异常表现(例如，行走机构的跑偏；液压驱动的卷扬机工作效率降低；机床刀架不运动；等等)，而这样的液压故障诊断中，现有的方法通常是对有压力测量点进行压力测量，但仅压力测量通常难以判断流速是不是均匀，局部是不是因内泄或节流(通常伴随局部温升)，等等，这些故障。特别是机床，空间小，液压管路细，更难以接入常规的压力传感器，判断通常是打开某一堵头或管件接口，通过查看有无来油，而进行的辅助判断，常常让有丰富的工作经验的老师傅，也经常难以准确判断。
4.再如液压行走机械，负载敏感系统在某一压力之前正常，超过该压力的时候有异响，异响的时候泵出油口有流量计，流量没变化，压力也稳定，但仍然跑偏。对于这类故障，通常采用拆换等手段，进行怀疑故障点进行一一排除。例如，开始排除行走，脚踏阀，先导，副阀，换了行走阀芯还是跑偏，对调分流块出油管，还是偏，但方向改变了；随后换一个分流阀，等等。
5.这样，液压故障的排除常常需要几天时间，而且工作量大，也会造成液压油不可避免的泄漏，造成环境污染和液压系统内部油液的污染。
6.为此，为了保证液压系统的正常运行，通常还需要对液压系统的运行参数进行实时监测，以便及时了解液压系统的运行状况，特别是在液压系统出现故障前及时作出预警；或者，在液压系统出现故障时，为及时诊断出故障的类型和原因提供分析参数。目前，这种诊断需要依赖液压系统内部的温度、压力、流量等运行参数才可能准确判断出故障的类型或原因。
7.通常不管哪个元器件损坏或故障，通常反映在相关管路内的压力、温度、流量和压力脉动等综合信息上，就如业内经常将液压系统的管路比拟为人体的血液系统，而中医对人体故障的诊断通常可以通过脉搏的压力、快慢、脉动频率和体温的信息采集，经印证和对照就可以判断人体的疑难杂症。因此，类似这类中医诊病的有效方法，研制一种集成压力、温度、流量和压力脉动的传感器接头和测控仪，对于液压系统的故障诊断，是十分必要的。
8.在液压系统中，常规的液压参数探测头个头较大，难以满足工程需要，而光纤光栅传感器因个头小，在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用，因此在液压领域也逐渐发展起来。
9.因普通的光纤光栅在裸露的情况下抗拉、抗折性能较差，需要对光纤光栅进行必要的封装，而且，因光纤光栅受温度和应变的交叉影响，需要对这两类信号进行分离处理，也需要对光纤光栅进行必要的封装，所以对光纤光栅进行封装保护是十分必要的。
10.因为液压传动管路内的液体的流速与流动区间的压力差形成一种对应关系，又因管路内的流量可以通过流速乘以管路截面面积形成对应，所以，管路内的流量可以通过检查压力差的办法得到。这样，检测液压系统的温度、压力和流量三类参数就可缩减为温度和压力 (或者压力差)两类参数的检测。为了分离光纤光栅受温度和压力应变的交叉信号，便于将温度或压力能够从采集的复合信号中提取出来，近年来，许多基于光纤光栅的温度、压力和流量单参数测量的传感器被提出。其中，有人提出了一种光纤光栅温度探头(中国发明专利申请201010279045.9)，该种温度探头包括了介质封装筒，光纤光栅以及封装装置，封装装置将外界温度传递至光纤光栅，利用光纤光栅对温度敏感的特性实现对温度的测量。该装置的介质封装筒是由绝缘塑料制成的，且光纤光栅是悬空，热传递较慢，传感器响应速度较慢。
11.另有人提出了一种用于管道检测的光纤光栅压力传感器(中国发明专利申请201510415610.2)，该压力传感器通过弹性膜片将压力变化转换为膜片中心挠度变化，通过光纤光栅测量膜片中心挠度，从而实现对管道压力的测量。该种结构压力传感器体积较大，结构复杂，同时力的传递机构较多，容易造成误差的累积。
12.还有人提出了一种靶式光纤光栅液体流量计(中国发明专利申请 20091004845.0)，该流量计利用圆靶、连接杆等装置将流体作用于圆靶上的力传递给光纤光栅，通过测量光纤光栅中心反射波长的移动量实现对流量的测量。该设计通过轴封膜片实现密封，结构复杂，可靠性低。
13.申请号为cn201010141147.4的发明专利(一种光纤光栅温度传感器)中通过采用金属、玻璃或陶瓷材料制成封装管进行封装保证了对光纤光栅具有较强的保护强度；但由于光栅主要通过感应封装管内密闭气体的热量来感知封装管外部的环境温度，容易在高温时受到内部气体的膨胀压力而产生光栅形变，也容易在环境温度下降时，内部的散热速度受到影响而导致响应的滞后(热惯性过大)，而且这种传感器只能检测温度，而不能同时检测同一环境下的压力。
14.申请号为cn107300401a的发明专利(一种温度、压力和流量同时测量的一体化光纤传感器)提出了一种温度、压力和流量同时测量的一体化光纤传感器，虽然该结构能够实现温度、压力和流量的同时测量，但是仍然存在几个问题：第一：因存在机械放大信号的的应变棒或者薄壁圆筒，从而使得体积仍然偏大；第二，4个光纤光栅的分布于几个交叉甚或是垂直位置，使得光纤的弯折半径受限，传感器的体积也会偏大；第三，应变棒或者薄壁圆筒，结构复杂，同时力的传递机构较多，容易造成误差的累积，而且，制作和组装的工艺复杂，也难以返修维护。第四，该发明采用光纤光栅对温度的测量采用的原理是实体圆筒上，虽然温度响应较快，但存在灵敏度不高，仍然受管件震动或压力波动的应变影响，测量误差较大；最后，该发明采用光纤光栅对压力的测量采用的原理是通过测量第三光纤光栅7和第四光纤光栅8(温度测量光栅)的中心波长，来实现对压力的测量。这样，压力的测量也第四光纤光栅8(温度测量光栅)的不精确而误差较大。
15.因亟待发明一种封装在液压管路内，能够同时检测压力、温度、流量和压力脉动的传感器接头和封装方法，对于液压系统的故障诊断，是十分必要的。


技术实现要素：

16.本发明提供了一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法，将全新的传感器组件结构进行剖析研究，采用合理巧妙的制作及封装方法，将传感器组件迅速组装成型，能够同时检测液压管路内的压力、温度、流量和压力脉动，整个传感器组件的制作及封装方法可行性高，制作装配成功率高，产品性能稳定可靠，将产品的制作和封装成本控制在合理范围，巧妙地将传感器组件的各个零部件进行制作和组装，解决了现有技术中存在的问题。
17.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法，包括以下步骤：
18.s1：材料准备和预装
19.四通管接头，所述四通管接头包括固定复合传感器及光缆的第一接头和第二接头，以及用于传输管路液体的第三接头和第四接头；将密封塞、支撑骨架、压紧盖板、调整垫片、支撑垫片、螺母和止退垫片按照连接关系组合预装到第一接头和第二接头中；
20.复合传感器，所述复合传感器包括下壳体、上壳体、连接盖、增敏片和6根光纤；
21.下壳体，所述下壳体内设置至少两处隔板，隔板与椭球纵向垂直，其下部开导流孔，用于硅油流动；下壳体外部两端设有突出部分，用于结构定位；侧壁设有两端向壳体内外延伸的测温金属丝；
22.增敏片，在下壳体中部紧邻的隔板上的中间偏上部分，对应开设槽孔，用于放置增敏片，增敏片的一端设有沟槽，用于和隔板的槽孔卡置，并进行粘结或焊接；
23.上壳体的顶部开设通孔，通孔的边缘打磨；连接盖，所述连接盖包含盖板和裙边，所述盖板设置在上壳体和下壳体之间，所述裙边设置在上壳体和下壳体外边缘，用于保护上壳体和下壳体之间的密封不被高压压损，以及辅助布局光纤的设置，连接盖相对下壳体内腔椭球部分的两端位置设置允许光纤通过的第一通过孔，连接盖的裙边相对上壳体连接位置的两端位置设置开口，两端的开口分别设置形成光缆缆心的牵拉绳，用于复合传感器外部光纤部分的抗拉保护；所述上壳体的两端对应所述连接盖的开口位置分别设置第二通过孔；连接盖两端的开口和第二通过孔用于壳体内部的光纤盘绕后，进出复合传感器；
24.6根光纤分别刻录6个光栅，所述光栅的特征值、刻录深度和长度均相同，并将6根光纤按照1-6进行编号设置，光纤穿出复合传感器外部后组成光缆；
25.将下壳体、上壳体和连接盖进行预装，保证上壳体和下壳体的底部外圆能够套入连接盖的裙边内，保证贴合紧密，利于粘合密封和保护上壳体和下壳体之间的密封不被高压压损；
26.另需准备气囊、导热硅油、氢气、导热粘接剂、注射器和橡皮泥、发泡胶备用；
27.s2：复合传感器的分装
28.s2.1、下壳体的分装
29.修理下壳体中部紧邻的两隔板上对应开设的槽孔，保证槽孔的孔壁光整，为增敏片发生热胀冷缩时提供活动量，使增敏片和隔板充分接触且有效导热；
30.将增敏片沿纵轴方向弯折成瓦状，装入所述隔板开设的两个槽孔中；
31.用焊条将增敏片一端与其中一槽孔焊接在一起，或者，用导热粘结剂将增敏片一端与该槽孔粘接在一起；
32.s2.2、穿入温度测量用的光纤
33.清理连接盖上的两个第一通过孔和两个开口，所述第一通过孔在连接盖的两端，所述开口设置在与上壳体连接的裙边的两端，开口的孔径应大于2根光纤的线径，第一通过孔的孔径应大于1根光纤线径，保证光纤能顺利通过；
34.将第1号光纤穿过下壳体中央隔板上安放增敏片的槽孔，将对应的光栅粘接在增敏片上，保证光栅在增敏片的纵向凹面的中部；第1 号光纤光栅两端梳理顺畅；
35.s2.3、下壳体和连接盖合件的组装
36.第1号光纤光栅两端的自由端穿过连接盖的两个开口，并梳理顺畅；
37.将下壳体放入壳体固定架中，使得下壳体端面水平朝上放置；连接盖和第1号光纤的两自由端放置在固定架旁边，保证光纤不受到折弯损伤；然后向下壳体其内注入导热硅油至壳体高度的80％，保证导热硅油占下壳体总容积的2/3到4/5；然后将连接盖扣合在下壳体上，并保证下壳体内的1号光纤的两自由端在连接盖扣合后仍保持自由舒展；确认光纤自由舒展之后，在穿出光纤的第一通过孔处以及在连接盖与下壳体的连接处，用导热粘结剂粘结密封，等待固化；
38.负压封装：在固化过程中，将连接盖和下壳体内的空气，使用注射器从连接盖任一个第一通过孔向外抽取空气，使得下壳体内形成一定的负压，用于检查扣合缝隙处的密封效果，对密封不完全的缝隙或任一第一通过孔，用导热粘结剂补充填补，确保连接盖与下壳体的连接处的缝隙也密封可靠，直至完全固化；
39.s2.4、第2号光纤光栅固定
40.将第2号光纤的光栅部分，沿椭球壳体的长轴方向，粘贴在下壳体下部中央的壳体外侧，其对应的光栅两侧的光纤分别沿椭球复合传感器的长轴方向的外侧壁用导热粘结剂与壳体接触部分粘结密封，等待固化；
41.s2.5、上壳体的分装
42.对上壳体的通孔进行清理，使用第一导热膜片将通孔覆盖，用粘结剂将第一导热膜片与壳体接触部分粘结密封，等待固化；待粘结固化后，沿复合传感器壳体的长轴方向，所述第一导热膜片内部的中部粘贴第3号光纤的光纤光栅，与该光栅对应的第一导热膜片外侧，粘贴第4号光纤的光纤光栅，保证第3号光纤和第4号光纤的光栅位置和放置方向相互对应一致；第3号光纤和第4号光纤分别沿上壳体的内或外侧壁用导热粘结剂与壳体接触部分粘结密封，等待固化；
43.s2.6、制作导热腔：翻转上壳体，向上壳体内部填充橡皮泥，刮平，使橡皮泥充满上壳体内腔；将上述充满橡皮泥的壳体翻转后，将橡皮泥倒扣在一平板上，用手指向下触压第一导热膜片，待壳体通孔的边缘刚发生扯裂变形时，停止下按；将上壳体从橡皮泥取下，将橡皮泥留在平板上，测量第一导热膜片按下的深度，使刀片平行于平板切除凹陷部分，将切除处留下部分的椭圆形的周边涂色，再套入上壳体，标出上壳体内部壳体上的染色部分，依照染色区域下部最大截面形状再剪制第二导热膜片，用导热粘结剂将所述第二导热膜片与上壳体下部的染色区域接触部分粘结密封，等待固化；在固化好以后，在所述第一导热膜片和第二导热膜片之间形成一导热腔，向导热腔内加入导热硅油，并将导热腔内的气体抽出，使第一导热膜片和第二导热膜片之间充满导热硅油；
44.s2.7气囊的制作和壳体内部光纤的盘绕固定
45.依照前述的橡皮泥底座高度，制作一个内置导热气体的气囊，气囊的最大直径不大于所述橡皮泥底座高度；
46.用导热粘结剂将气囊粘接在前述连接盖的盖板正中间，并对气囊进行固定，防止飘飞；
47.将第1号光纤伸出连接盖的第一通过孔的延伸段(左右各两段)，按最小弯曲直径的要求，从其中一个所述第一通过孔绕过气囊顶端，并通过另一个第一通过孔旁的连接盖裙边的开口自然穿出，和第2号光纤延伸段交汇；
48.对称地，将第1号光纤另一端伸出连接盖的第一通过孔的延伸段，按最小弯曲直径的要求，从另一个所述第一通过孔绕过气囊顶端，并通过第一通过孔对侧的连接盖裙边的开口自然穿出，和第2号光纤的另一侧的延伸段交汇；
49.第1号光纤穿过连接盖端部的两个第一通过孔后，和第2号光纤沿复合传感器的长轴两端分别对应，可以最终交汇在一起；光纤与气囊或连接盖接触部分用导热粘结剂粘结固定等待固化；
50.将第3号光纤的余下两段未固定的部分，在上壳体的内部环绕一周后分别从紧邻的第二通过孔穿出，避免弯曲半径过小，其中与上壳体的内部接触部分，用导热粘结剂粘结固定；将第4号光纤余下两段未固定的光纤同第3号光纤进出端，在上壳体的第二通过孔处合并；
51.将上述盘绕和固定好光纤的下壳体和连接盖与气囊固定在安装支架上，将上述盘绕和固定好光纤的上壳体与连接盖相互扣合，保证上壳体第二通过孔与连接盖裙边的开口对应，保证出入两个第二通过孔的第1号光纤和第3号光纤不被剪切；在上壳体与连接盖扣合的接触位置充入导热粘结剂，用于粘结和密封固定；
52.s2.8、光缆制作
53.用导热粘结剂分别把第5号光纤和第6号光纤的光纤光栅固定在椭圆形的连接盖的裙边在短轴方向上的外侧壁中央，保证光栅关于椭圆形的连接盖裙边纵轴对称放置；然后将每根光栅两端的光纤沿连接盖外侧壁放置在靠近第二通过孔位置，并用胶粘结固定；将所述第5 号光纤和第6号光纤两端的活动部分，在连接盖的开口处与第1号光纤第2号光纤的对应侧的交汇端、以及第3号光纤和第4号光纤的对应侧的交汇段分别交汇在一起，交汇后的两端，分别以所述牵拉绳为缆心顺序地交汇在一起，并粘贴在一起，为形成光缆做准备；
54.将围绕牵拉绳进行排列的光纤进行编号确认后，在所述牵拉绳作为6根光纤形成的线束中心设置加强件；将加强件勾入连接盖的开口内，用导热粘结剂粘结固定；按光缆制作的方法，在6根光纤外部制作保护套，从而在复合传感器两端制作成两束光缆；
55.s2.9在上壳体和连接盖的开口处，通过导管将发泡胶注入上壳体、气囊和连接盖之间的空间内进行固化，起到固定气囊、光纤和密封作用；
56.使用薄膜将复合传感器、光缆进行封装密封和复合强化，使测温金属丝穿过复合传感器和薄膜后向外延伸设置；同时，也使壳体或连接盖外端的定位件穿过复合传感器和薄膜后向外延伸设置；
57.s3：管接头的分装
58.s3.1、选择与液压系统匹配规格的管接头
59.根据要接入的液压系统的水力管径和连接方式，选择与液压系统管路匹配的四通管接头，所述四通管接头包括固定所述复合传感器和光缆的第一接头和第二接头，以及用于传输管路液体的第三接头和第四接头；
60.s3.2、密封塞与第三接头和第四接头方位的确定和标识
61.将密封塞与所述复合传感器外端的定位件相应部分进行对接，试穿四通管接头的第一接头和第二接头内的安装空腔，保证第5号光纤光栅和第6号光纤光栅分别与第三接头或第四接头通流孔径的中心对应，然后，对密封塞相对于第一接头和第二接头的位置进行第5号光纤光栅和第6号光纤光栅的位置标识；第3号光纤光栅和第4号光纤光栅与第三接头或第四接头通流孔径的中心连线垂直的位置，关于椭圆壳体与第2号光纤光栅对称，标识为管接头的朝上位置，第2号光纤光栅相应地位于箭头下方，并用相应的箭头标识；
62.s4：组装
63.s4.1、将标识好的密封塞连同复合传感器按标识位置装入四通管接头的第一接头和第二接头内，两端引出光缆，两端再依次加入调整垫片，支撑垫片，止退垫片，保证止退垫片的内卡爪放入第一接头/ 第二接头的槽沟内；
64.s4.2、将压紧盖板与螺母的一端面固接在一起，将螺母的另一端面与四通管接头的第一接头或第二接头外端螺纹连接，通过拧入第一接头或第二接头外端螺母，带动螺母上的压紧盖板通过支撑垫片、调整垫片、密封塞将上述复合传感器固定在指定位置；
65.s4.3、用止退垫片的外锁片将螺母固定，防止松动；
66.在光缆的外端，根据标识，装上光纤连接头，每一个连接头中六个光纤位置按照编号固定，分别对应第1-6号光纤，并且将第5号光纤光栅和第6号光纤光栅保证与第三接头和第四接头的位置分别对应。
67.进一步的，所述下壳体和上壳体分别采用al-cu为基的高强度铸造合金，设为半椭球形状，壳体内铸造至少两个隔板，隔板与椭球形的复合传感器纵向轴线平行或者垂直，下壳体的隔板上开导流孔，用于硅油流动；其壳体中部紧邻的隔板上的中间偏上部分，对应开设槽孔，用于放置增敏片；上壳体和下壳体的外部两端铸造有突出部分，设置为定位件，下壳体的侧壁铸造有连同壳体内及外部的测温金属丝。
68.进一步的，复合传感器安装到四通管接头后，增加一个绕流检查，在装入密封塞之前目测，使复合传感器与两个密封塞之间留有足够的空间，保证通过复合传感器位置的上下两侧的水力直径不小于管接头出入口的水力直径的1/2，或者，从第三接头和第四接头通入压缩空气，通过查看压降的方法，测量压降不大于0.1bar时，判断为通畅。
69.进一步的，所述定位件设为在上壳体和下壳体的外部两端铸造有突出部分，可以是锥形或柱形，每一半壳体的一端必须至少两个突出部分，并保证突出部分之间有间隙。
70.进一步的，所述导热腔内必须充满导热硅油，保证3号和4号光栅的环境温度接近一致。
71.进一步的，所述第一导热膜片和第二导热膜片采用导热硅胶片，耐温范围在-50℃～220℃；所述气囊也采用导热硅胶片，有利于壳体内部的热平衡，从而保证测量的精度。所述第一导热膜片，可以优选高导热石墨烯膜片、导热硅胶膜片或导热金属膜片，以适应不同的压力应用场合。
72.进一步的，所述导热粘结剂采用一种rtv有机硅弹性胶，其耐温范围在-55℃至300
℃；抗拉强度不小于10mpa。
73.进一步的，步骤s3.2能够为后续所述复合传感器使用中辨识流向做好标识，所述复合传感器的上半部分重量小于下半部分，使上半部分朝上安装，避免附加转矩对所述密封塞的疲劳损伤，也使下壳体内部的导热硅油处于密闭的壳体内，减少泄漏风险，使得其内的温度与复合传感器的光栅温度压力传感器的光栅处于同一温度场。
74.进一步的，步骤s2.9中充入发泡胶既保证了其内光栅的固定，支持导热腔内导热硅油自重，又能起到密封注射器针头抽出后的针眼。
75.进一步的，所述连接盖选用ti-6al-4v合金进行铸造，测温金属丝采用导热性优良又韧性好的金属或合金；增敏片选用导热优良的金属或合金。
76.本发明采用上述结构的有益效果是，将全新的传感器组件结构进行剖析研究，采用合理巧妙的制作及封装方法，将传感器组件迅速组装成型，能够同时检测液压管路内的压力、温度、流量和压力脉动，整个传感器组件的制作及封装方法可行性高，制作装配成功率高，产品性能稳定可靠，将产品的制作和封装成本控制在合理范围，巧妙地将传感器组件的各个零部件进行制作和组装。
附图说明
77.图1为本发明的整体剖视结构示意图。
78.图2为本发明的复合传感器的结构示意图。
79.图3为图2中a-a方向的剖视结构示意图。
80.图4为图2中b-b方向的剖视结构示意图。
81.图5为本发明中光缆的剖视结构示意图。
82.图6为本发明支撑垫片的结构示意图。
83.图7为本发明光纤的弯曲直径和断裂时间的关系图。
84.图中，
85.1、四通管接头；11、第一接头；12、第二接头；13、第三接头； 14、第四接头；
86.2、复合传感器；201、壳体；2011、上壳体；2012、下壳体；2013、连接盖；202、第1号光纤；203、第2号光纤；204、第3号光纤； 205、第4号光纤；206、第5号光纤；207、第6号光纤；208、第一导热膜片；209、弹性体；2091、气囊；2092、弹性物质；210、增敏片；211、测温金属丝；212、隔板；213、第二导热膜片；214、第一光纤组；215、第二光纤组；216、光缆分接头；217、导热腔；218、定位件；219、槽孔；220、导流孔；221、第一通过孔；222、第二通过孔；223、开口；
87.3、密封塞；
88.4、加强件；
89.5、密封结构；501、螺母；502、压紧盖板；503、调整垫片；504、止退垫片；505、支撑垫片；5051、槽沟；506、支撑骨架。
具体实施方式
90.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
91.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
92.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
93.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
94.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
95.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
96.如图1-7所示，一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法，包括以下步骤：
97.s1：材料准备和预装
98.四通管接头1，四通管接头1包括固定复合传感器2及光缆的第一接头11和第二接头12，以及用于传输管路液体的第三接头13和第四接头14；将密封塞3、支撑骨架506、压紧盖板502、调整垫片 503、支撑垫片505、螺母501和止退垫片504按照连接关系组合预装到第一接头11和第二接头12中；
99.复合传感器2，复合传感器2包括下壳体2012、上壳体2011、连接盖2013、增敏片210和6根光纤；
100.下壳体2012，下壳体2012内设置至少两处隔板212，隔板结构可以像深海鱼头骨的结构设置，选择两处与椭球纵向垂直的隔板212，其上开导流孔220，用于硅油流动；下壳体2012外部两端设有突出部分，用于结构定位；侧壁设有两端向壳体内及外部延伸的测温金属丝211；
101.参阅附图3和4，增敏片210：在下壳体中部紧邻的隔板212上的中间偏上部分，对应开设槽孔219各一，均用于放置增敏片210，其中一个槽孔219处的增敏片210的设有沟槽，用
于和隔板212的槽孔219卡置，并进行粘结或焊接，使增敏片210和隔板212充分接触且有效导热；增敏片210的另一端悬置在另一槽孔219中，可以自由热胀冷缩，不受阻碍；
102.上壳体2011的顶部开设通孔，通孔的边缘打磨；
103.连接盖2013，连接盖2013包含盖板和裙边，盖板设置在上壳体 2011和下壳体2012之间，裙边设置在上壳体2011和下壳体2012外边缘，用于保护上壳体2011和下壳体2012之间的密封不被高压压损，以及辅助布局光纤的设置，连接盖相对下壳体2012内腔椭球部分的两端位置设置允许光纤通过的第一通过孔221，连接盖2013的裙边相对上壳体2011连接位置的两端位置设置开口223，两端的开口223 分别设置形成光缆缆心的牵拉绳，用于复合传感器2外部光纤部分的抗拉保护；上壳体2011的两端对应连接盖2013的开口223位置分别设置第二通过孔222；连接盖2013两端的开口223和第二通过孔222 用于壳体201内部的光纤盘绕后，进出复合传感器2；
104.6根光纤分别在光纤的中部刻录6个光栅，光栅的特征值、刻录深度和长度均相同，并将6根光纤按照1-6进行编号设置，光纤穿出复合传感器2外部后与上述牵拉绳为缆心组成光缆的主体，按光缆制作的方法，在6根光纤外部制作保护套，从而在复合传感器2两端制作成两束光缆；复合传感器2外部的光缆与其他复合传感器的连接依据空间位置可采用热熔接或者通过光缆分接头进行冷接形式。
105.将下壳体2012、上壳体2011和连接盖2013进行预装，保证上壳体2011和下壳体2012的底部外圆能够套入连接盖2013的裙边内，保证贴合紧密，利于粘合密封和保护上壳体2011和下壳体2012之间的密封不被高压压损；
106.另需准备气囊2091、导热硅油、氢气、导热粘接剂、注射器和橡皮泥、发泡胶备用；
107.s2：复合传感器的分装
108.s2.1、下壳体的分装
109.参阅附图3和4，修理下壳体2011中部紧邻的两隔板212上对应开设的槽孔219，保证槽孔219的孔壁光整，为增敏片210发生热胀冷缩时提供活动量。将增敏片210沿纵轴方向弯折成瓦状，装入隔板212开设的两个槽孔219中；
110.用焊条将增敏片210一端与其中一槽孔219焊接在一起，或者，用导热粘结剂将增敏片210一端与该槽孔219粘接在一起，使增敏片 210和隔板212充分接触且有效导热；
111.s2.2、穿入温度测量用的光纤
112.清理连接盖2013上的两个第一通过孔221和两个开口223，第一通过孔221在连接盖2013的两端，开口223设置在与上壳体2011 连接的裙边的两端，开口223的孔径应大于2根光纤的线径，第一通过孔221的孔径应大于1根光纤线径，保证光纤能顺利通过；
113.将第1号光纤202穿过下壳体2012中央隔板上安放增敏片210 的槽孔219，将对应的光栅粘接在增敏片210上，保证光栅在增敏片 210的纵向凹面的中部；第1号光纤202光栅两端梳理顺畅；
114.s2.3、下壳体和连接盖合件的组装
115.第1号光纤202光栅两端的自由端穿过连接盖2013的两个开口，并梳理顺畅；
116.将下壳体2012放入壳体固定架中，使得下壳体2012端面水平朝上放置；连接盖2013和第1号光纤202的两自由端放置在固定架旁边，保证光纤不受到折弯损伤；然后向下壳体2013其内注入导热硅油至壳体高度的80％，保证导热硅油占下壳体2012总容积的2/3
到 4/5；然后将连接盖2013扣合在下壳体上，并保证下壳体2012内的 1号光纤202的两自由端在连接盖2013扣合后仍保持自由舒展；确认光纤自由舒展之后，在穿出光纤的第一通过孔221处以及在连接盖 2013与下壳体222的连接处，用导热粘结剂粘结密封，等待固化；
117.负压封装：在固化过程中，将连接盖2013和下壳体2012内的空气，使用注射器从连接盖任一个第一通过孔221向外抽取空气，使得下壳体2012内形成一定的负压，用于检查扣合缝隙处的密封效果，对密封不完全的缝隙或任一第一通过孔221，用导热粘结剂补充填补，确保连接盖2013与下壳体2012的连接处的缝隙也密封可靠，直至完全固化；
118.s2.4、第2号光纤光栅固定
119.将第2号光纤203的光栅部分，沿椭球壳体的长轴方向，粘贴在下壳体2012下部中央的壳体201外侧，其对应的光栅两侧的光纤分别沿椭球复合传感器2的长轴方向的外侧壁用导热粘结剂与壳体201 接触部分粘结密封，等待固化；
120.s2.5、上壳体的分装
121.对上壳体2011的通孔进行清理，使用第一导热膜片208将通孔覆盖，用粘结剂将第一导热膜片208与壳体接触部分粘结密封，等待固化；待粘结固化后，沿复合传感器2壳体的长轴方向，第一导热膜片208内部的中部粘贴第3号光纤204的光纤光栅，与该光栅对应的第一导热膜片208外侧，粘贴第4号光纤205的光纤光栅，保证第3 号光纤204和第4号光纤205的光栅位置和放置方向相互对应一致；第3号光纤204和第4号光纤205分别沿上壳体2011的内或外侧壁用导热粘结剂与壳体201接触部分粘结密封，等待固化；
122.s2.6、制作导热腔：翻转上壳体2011，向上壳体2011内部填充橡皮泥，刮平，使橡皮泥充满上壳体2011内腔；将上述充满橡皮泥的壳体翻转后，将橡皮泥倒扣在一平板上，用手指向下触压第一导热膜片208，待壳体2011通孔的边缘刚发生扯裂变形时，停止下按；将上壳体2011从橡皮泥取下，将橡皮泥留在平板上，测量第一导热膜片208按下的深度，使刀片平行于平板切除凹陷部分，将切除处留下部分的椭圆形的周边涂色，再套入上壳体2011，标出上壳体2011 内部壳体上的染色部分，依照染色区域下部最大截面形状再剪制第二导热膜片213，用导热粘结剂将第二导热膜片213与上壳体2011下部的染色区域接触部分粘结密封，等待固化；在固化好以后，在第一导热膜片208和第二导热膜片213之间形成一导热腔217，向导热腔 217内加入导热硅油，并将导热腔217内的气体抽出，使第一导热膜片208和第二导热膜片213之间充满导热硅油；
123.s2.7气囊的制作和壳体内部光纤的盘绕固定
124.依照前述的橡皮泥底座高度，制作一个内置导热气体的气囊2091，气囊2091的最大直径不大于橡皮泥底座高度；
125.用导热粘结剂将气囊2091粘接在前述连接盖2013的盖板正中间，并对气囊2091进行固定，防止飘飞；优化地，气囊内全部充入导热硅油，起到导热和增强阻尼的作用。
126.参阅附图2、3，将第1号光纤202伸出连接盖2013的第一通过孔221的延伸段(左右各两段)，按最小弯曲直径的要求，从其中一个第一通过孔221绕过气囊2091顶端，并通过另一个第一通过孔221 旁的连接盖2013裙边的开口223自然穿出，和第2号光纤203延伸段交汇；
127.对称地，将第1号光纤202另一端伸出连接盖2013的第一通过孔221的延伸段，按最小弯曲直径的要求，从另一个第一通过孔221 绕过气囊2091顶端，并通过第一通过孔221对
侧的连接盖2013裙边的开口自然穿出，和第2号光纤203的另一侧的延伸段交汇；
128.第1号光纤202穿过连接盖2013端部的两个第一通过孔221后，和第2号光纤203沿复合传感器2的长轴两端分别对应，可以最终交汇在一起；光纤与气囊2091或连接盖2013接触部分用导热粘结剂粘结固定等待固化；
129.将第3号光纤204的余下两段未固定的部分，在上壳体2011的内部环绕一周后分别从紧邻的第二通过孔222穿出，避免弯曲半径过小，其中与上壳体2011的内部接触部分，用导热粘结剂粘结固定；将第4号光纤205余下两段未固定的光纤同第3号光纤204进出端，在上壳体2012的第二通过孔222处合并；
130.将上述盘绕和固定好光纤的下壳体2012和连接盖2013与气囊 2091固定在安装支架上，将上述盘绕和固定好光纤的上壳体2011与连接盖2013相互扣合，保证上壳体第二通过孔222与连接盖2013裙边的开口223对应，保证出入两个第二通过孔222的第1号光纤202 和第3号光纤204不被剪切；在上壳体2011与连接盖2013扣合的接触位置充入导热粘结剂，用于粘结和密封固定；
131.光纤进行盘绕的原理如下：g657 b3最小弯曲半径可达φ10mm。当光纤弯曲半径大于5～10cm时，由弯曲造成的损耗可以忽略；
132.由附图7知道，为了保证工程需要(远超过30天的寿命)弯曲直径至少10mm以上)：
133.s2.8、光缆制作
134.用导热粘结剂分别把第5号光纤206和第6号光纤207的光纤光栅固定在椭圆形的连接盖2013的裙边在短轴方向上的外侧壁中央，保证光栅关于椭圆形的连接盖2013裙边纵轴对称放置；然后将每根光栅两端的光纤沿连接盖2013外侧壁放置在靠近裙边的开口223位置，并用胶粘结固定；将第5号光纤206和第6号光纤207两端的活动部分，在连接盖2013的开口223处与第1号光纤202第2号光纤 203的对应侧的交汇端、以及第3号光纤204和第4号光纤205的对应侧的交汇段分别交汇在一起，交汇后的两端，分别以牵拉绳为缆心顺序地交汇在一起，并粘贴在一起，为形成光缆做准备；
135.将围绕牵拉绳进行排列的光纤进行编号确认后，在牵拉绳作为6 根光纤形成的线束中心设置的加强件4；将加强件4勾入连接盖2013 的开口内，用导热粘结剂粘结固定；按光缆制作的方法，在6根光纤外部制作保护套，从而在复合传感器2两端制作成两束光缆；
136.s2.9在上壳体2011和连接盖2013的开口223处，通过导管将发泡胶注入上壳体2011、气囊2091和连接盖2013之间的空间内进行固化，起到固定气囊、光纤和密封作用；
137.使用薄膜将复合传感器2、光缆进行封装密封和复合强化，使测温金属丝211穿过复合传感器2和薄膜后向外延伸设置；同时，也使壳体201或连接盖2013外端的定位件218穿过复合传感器2和薄膜后向外延伸设置；
138.可以理解的是，复合传感器2的两端分别向外延伸有两根光缆，也就是由6根光纤形成的第一光纤组214和第二光纤组215。
139.s3：管接头的分装
140.s3.1、选择与液压系统匹配规格的管接头
141.根据要接入的液压系统的水力管径和连接方式，选择与液压系统管路匹配的四通管接头1，四通管接头1包括固定复合传感器2和光缆的第一接头11和第二接头12，以及用于传输管路液体的第三接头 13和第四接头14；
142.s3.2、密封塞与第三接头和第四接头方位的确定和标识
143.参阅附图1，将密封塞3与复合传感器2外端的定位件218相应部分进行对接，试穿四通管接头1的第一接头11和第二接头12内的安装空腔，保证第5号光纤光栅和第6号光纤光栅分别与第三接头 13或第四接头14通流孔径的中心对应，然后，对密封塞3相对于第一接头11和第二接头12的位置进行第5号光纤光栅和第6号光纤光栅的位置标识；第3号光纤光栅和第4号光纤光栅位于与第三接头 13或第四接头14通流孔径的中心连线垂直的位置，关于椭圆壳体与第2号光纤光栅对称，标识为管接头的朝上位置，第2号光纤光栅相应地位于箭头下方，并用相应的箭头标识；
144.s4：组装
145.s4.1、将标识好的密封塞3连同复合传感器2按标识位置装入四通管接头1的第一接头11和第二接头12内，两端引出光缆，两端再依次加入调整垫片503，支撑垫片505，止退垫片504，保证止退垫片504的内卡爪放入第一接头11/第二接头12的槽沟5051内；
146.s4.2、将压紧盖板502与螺母501的一端面固接在一起，将螺母 501的另一端面与四通管接头1的第一接头11或第二接头12外端螺纹连接，通过拧入第一接头11或第二接头12外端螺母，带动螺母 501上的压紧盖板502通过支撑垫片505、调整垫片503、密封塞3 将上述复合传感器2固定在指定位置；
147.s4.3、用止退垫片504的外锁片将螺母固定，防止松动；
148.在光缆的外端，根据标识，装上光纤连接头，每一个连接头中六个光纤位置按照编号固定，分别对应第1-6号光纤，并且将第5号光纤光栅和第6号光纤光栅保证与第三接头13和第四接头14的位置分别对应。
149.在优选的实施例中，下壳体2012和上壳体2011分别采用al-cu 为基的高强度铸造合金，设为半椭球形状，壳体201内铸造至少两个隔板，隔板212与椭球形的复合传感器2纵向轴线平行或者垂直，下壳体2012的隔板212上开导流孔220，用于硅油流动；其壳体中部紧邻的隔板212上的中间偏上部分，对应开设槽孔219，用于放置增敏片210；上壳体2011和下壳体2012的外部两端铸造有突出部分，设置为定位件218，下壳体2012的侧壁铸造有连同壳体201内及外部的测温金属丝211。
150.更进一步的，参阅附图3和4，在隔板212上还设有导流孔220，用于导热硅油的流动。
151.在优选的实施例中，参阅附图1，复合传感器2安装到四通管接头1后，增加一个绕流检查，在装入密封塞3之前目测，使复合传感器2与两个密封塞3之间留有足够的空间，保证通过复合传感器2位置的上下两侧的水力直径不小于管接头出入口的水力直径的1/2，或者，从第三接头13和第四接头14通入压缩空气，通过查看压降的方法，测量压降不大于0.1bar时，判断为通畅。
152.在优选的实施例中，参阅附图1，定位件218设为在上壳体2011 和下壳体2012的外部两端铸造有突出部分，可以是锥形或柱形，每一半壳体的一端必须至少两个突出部分，并保证突出部分之间有间隙。
153.在优选的实施例中，参阅附图3，导热腔217内必须充满导热硅油，保证3号和4号光栅的环境温度接近一致。
154.在优选的实施例中，第一导热膜片208和第二导热膜片213采用导热硅胶片，耐温
范围在-50℃～220℃；气囊2091也采用导热硅胶片，优化地，气囊内全部充入导热硅油，起到导热和增强阻尼的作用。有利于壳体内部的热平衡，从而保证测量的精度。具体的，第一导热膜片208，中低压时，优选高导热石墨烯膜片、导热硅胶膜片，第一导热膜片208或者粘结剂的抗拉强度不小于10mpa.；高压系统中，采用抗拉强度不小于系统压力1.5倍的导热金属膜片。
155.在优选的实施例中，导热粘结剂采用一种rtv有机硅弹性胶，其耐温范围在-55℃至300℃；抗拉强度不小于10mpa。导热粘接剂的粘结强度通过粘结的面积进行加强。
156.在优选的实施例中，步骤s4.3能够为后续复合传感器2使用中辨识流向做好标识，复合传感器2的上半部分重量小于下半部分，使上半部分朝上安装，避免附加转矩对密封塞3的疲劳损伤，也使下壳体2012内部的导热硅油处于密闭的壳体内，减少泄漏风险，使得其内的温度与复合传感器2的光栅温度压力传感器的光栅处于同一温度场。
157.在优选的实施例中，步骤s2.9中充入发泡胶既保证了其内光栅的固定，支持导热腔217内导热硅油自重，又能起到密封注射器针头抽出后的针眼。
158.在优选的实施例中，连接盖2013选用ti-6al-4v合金进行铸造，测温金属丝211采用导热性优良又韧性好的金属或合金，例如银、铜等；增敏片选用导热优良的金属或合金。
159.上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
160.本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。