本實用新型專利技術(shù)提供了一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器，包括光纖、第一殼體（6）、第二殼體（8）、第三殼體（4）、不銹鋼軟管（1）、應(yīng)變光柵（10）、測溫光柵（3）、第一鋼管（5）、第二鋼管（9）、通氣接口（2）、堵頭（7）、支架（11）、護套接口（12）。本實用新型專利技術(shù)設(shè)計的光纖光柵壓力傳感器為兩端輸出，即可以將多個壓力傳感器串接起來，形成準分布式網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，方便使用，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省系統(tǒng)成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于光纖傳感
，涉及一種光纖光柵壓力傳感器。
技術(shù)介紹
目前，在傳感領(lǐng)域內(nèi)比較常用的是電子類傳感器，其工作原理是將壓力通過壓敏元件轉(zhuǎn)化為電相關(guān)量的變化，然后再將電信號經(jīng)過放大、濾波等電路處理，通過檢測電信號即可得到相應(yīng)的壓力值。但是電子傳感器電信號遠距離傳輸不方便，需要增加很多中繼站、電源等設(shè)備，并且在工作時容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象，如果被用于油井、儲油罐等復(fù)雜環(huán)境下的壓力測量中，將會引起事故發(fā)生。由于檢測環(huán)境的復(fù)雜，電磁干擾、雷擊等對電信號的干擾比較強，嚴重影響測量精度，甚至破壞傳感器。近年來光纖光柵壓力傳感器因其具有本質(zhì)安全、抗電磁干擾、集傳感與運輸于一體，便于分布式大范圍測量等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用于橋梁、水壩、水文、隧道、化工、氣象、邊坡、油井等環(huán)境中。光纖光柵壓力傳感器的工作原理為：當外界環(huán)境壓力變化引起一彈性膜片中心撓度變化進而傳導(dǎo)至光纖光柵，使光纖光柵發(fā)生收縮或拉伸，引起光纖光柵反射波長的變化，通過對反射波長的解調(diào)來監(jiān)控測量環(huán)境的壓力變化。由于彈性膜片的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其中心是對外界環(huán)境響應(yīng)最靈敏的位置，并彈性膜中心最大撓度分別與壓力、彈性膜半徑的四次方成正比，與彈性膜厚度的三次方成反比。所以在彈性膜中心撓度一定的情況下，可以通過改變彈性膜的厚度和半徑來調(diào)節(jié)傳感器的測量范圍。當前光纖光柵壓力傳感器的設(shè)計多為一端輸出，而在一個環(huán)境測量系統(tǒng)內(nèi)往往需要進行分布式多點測量，這樣就需要在測量系統(tǒng)內(nèi)增加更多的光源或者將更大功率的光源分成更多的光路來連接這些光纖光柵壓力傳感器，以此達到多點測試的目的，此測量系統(tǒng)復(fù)雜，需要的器件較多，成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本技術(shù)提供了一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器，包括光纖、第一殼體、第二殼體、第三殼體、不銹鋼軟管、應(yīng)變光柵、測溫光柵、第一鋼管、第二鋼管、通氣接口、堵頭、支架、護套接口；所述應(yīng)變光柵和測溫光柵設(shè)置在所述光纖上，測溫光柵與應(yīng)變光柵之間剝除一段長度的涂覆層，測溫光柵穿入第二鋼管內(nèi)，測溫光柵位于第二鋼管中心位置，且去除涂覆層部分完全深入第二鋼管內(nèi)，點膠于第二鋼管與光纖剝除位置連接處；所述應(yīng)變光柵遠離所述測溫光柵一側(cè)的光纖的涂覆層剝除，并將光纖穿入第一鋼管內(nèi)，使剝除段位于第一鋼管的中心，點膠于第一鋼管與光纖剝除位置連接處；不銹鋼軟管穿入第二殼體彈性膜片的中心小孔內(nèi)，并密封處理；第二鋼管一端的光纖從第二殼體的彈性膜片中心孔穿入，通過不銹鋼軟管穿出，并將第二鋼管與不銹鋼軟管鎖緊，鎖緊處涂抹密封膠；第二鋼管另一端從堵頭中心穿出，堵頭與第二殼體裝配鎖緊，裝配處涂有密封膠；不銹鋼軟管與堵頭中心孔固定密封；從不銹鋼軟管伸出的光纖從第一殼體的中心孔穿過，第一殼體與堵頭裝配鎖緊，裝配處涂抹密封膠；應(yīng)變光柵遠離測溫光柵一端的光纖從支架中心穿過，從第三殼體的中心孔內(nèi)穿出，支架與第二殼體配合鎖緊，鎖緊處涂抹膠，應(yīng)變光柵遠離測溫光柵一端裝配的第一鋼管位于支架的小孔中心；第三殼體與第二殼體裝配鎖緊，鎖緊處涂抹密封膠；所述傳感器兩端的第一殼體和第三殼體處設(shè)有護套接口。作為本技術(shù)的進一步改進，所述護套接口處設(shè)有保護套。作為本技術(shù)的進一步改進，點膠時所用的膠水為環(huán)氧樹脂膠。根作為本技術(shù)的進一步改進，第二鋼管與不銹鋼軟管螺紋鎖緊。作為本技術(shù)的進一步改進，不銹鋼軟管繞圈成彈簧狀，圓圈直徑為7至9mm，數(shù)量為3個，兩個圈之間的軸向間距為4至6mm。作為本技術(shù)的進一步改進，不銹鋼軟管繞圈成彈簧狀，圓圈直徑為8mm，兩個圈之間的軸向間距為5mm。作為本技術(shù)的進一步改進，第一殼體出纖端的小孔內(nèi)注入防水膠。作為本技術(shù)的進一步改進，第一殼體與第三殼體兩端出纖孔處的小孔內(nèi)注入防水膠密封。本技術(shù)的有益效果是：本技術(shù)設(shè)計的光纖光柵壓力傳感器為兩端輸出，即可以將多個壓力傳感器串接起來，形成準分布式網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，方便使用，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省系統(tǒng)成本。本技術(shù)使用不銹鋼金屬軟管作為光纖兩端輸出的重要通道，保證器件內(nèi)部的氣密性；本技術(shù)采用全密閉的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各部件的加工材料為不銹鋼或其它合金，可應(yīng)用于各種更為復(fù)雜環(huán)境中。附圖說明圖1是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器剖視圖；圖2是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器的第一殼體示意圖；圖3是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器的第二殼體示意圖；圖4是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器的第三殼體示意圖；圖5是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器的支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本技術(shù)一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器的堵頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各部件名稱如下：不銹鋼軟管1；通氣接口2；測溫光柵3；第三殼體4；第一鋼管5；第一殼體6；堵頭7；第二殼體8；第二鋼管9；應(yīng)變光柵10；支架11；護套接口12；鎧纜護套13；防水膠注入位置14。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本技術(shù)做進一步說明。本技術(shù)串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器包括第一殼體6、第二殼體8、第三殼體4、不銹鋼軟管1、應(yīng)變光柵10、測溫光柵3、第一鋼管5、第二鋼管9、通氣接口2、堵頭7、支架11、護套接口12、鎧纜護套13。工作原理：待測量的外界環(huán)境氣體通過通氣接口2進入第二殼體8內(nèi)部，通氣接口2與第二殼體8之間為螺紋連接，此區(qū)域的氣壓與外界環(huán)境氣壓保持一致，當外界環(huán)境氣壓發(fā)生變化時，第二殼體8內(nèi)部的彈性膜片的中心撓度發(fā)生變化，進而將壓力傳導(dǎo)至應(yīng)變光柵10，引起應(yīng)變光柵10的波長漂移，在串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器內(nèi)部配置有測溫光柵3，測溫光柵3被安裝在第二鋼管9內(nèi)部，通過讀取測溫光柵3的波長數(shù)據(jù)，可對環(huán)境溫度進行監(jiān)控測量，進而對應(yīng)變光柵10的波長漂移進行溫度補償，使測量的數(shù)據(jù)更為精確。測溫光柵3一端的光纖從第二殼體8內(nèi)部的彈性膜片的中心小孔內(nèi)穿過，再經(jīng)過不銹鋼軟管1，不銹鋼軟管1的結(jié)構(gòu)設(shè)計為彈簧狀，再從堵頭7中心小孔穿出，最后從第一殼體6中心小孔穿出。在距離應(yīng)變光柵10一段長度的位置去除一段光纖涂覆層，第一鋼管5與此段裸纖粘接，并使應(yīng)變光柵10在保持一定預(yù)拉力的同時將第一鋼管5使用機械緊固或者膠水粘接的方式固定于支架11上，此時支架11已與第一殼體6螺紋鎖緊，應(yīng)變光柵10一端光纖從第三殼體4中心小孔穿出。第一殼體6和第三殼體4中心孔附近留有內(nèi)徑較大的小孔，用于注入防水類膠水，保證器件的防水密封性能；不銹鋼軟管1兩端分別與第二殼體8彈性膜片和堵頭7做膠水粘接或焊接密封處理，以此確保第二殼體8內(nèi)部與空間的氣密性。由于中心使用的不銹鋼軟管1質(zhì)地柔軟，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計為彈簧狀，因此在器件的工作過程中，不銹鋼軟管1引起的外力是可以忽略不計的，不影響器件的測試精度。實施步驟：步驟1：在測溫光柵3與應(yīng)變光柵10之間剝除一段長度的涂覆層，將測溫光柵3穿入第二鋼管9內(nèi)，并使得測溫光柵3位于第二鋼管9中心位置，且去除涂覆層部分完全深入第二鋼管9內(nèi)，點膠于第二鋼管9與光纖剝除位置連接處，膠水為環(huán)氧樹脂膠；步驟2：將應(yīng)變光柵10附近的某一位置處的涂覆層剝除，并將光纖穿入第一鋼管5內(nèi)，使剝除段位于第一鋼管5的中心，點膠于第一鋼管5與光纖剝除位置連接處，膠水為環(huán)氧樹脂膠；步驟3：將不銹鋼軟管1穿入第二殼體8彈性膜片的中心小孔內(nèi)，并使用環(huán)氧樹脂膠粘接或激光焊接密封處理；步驟4：將第二鋼管9本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器，其特征在于：包括光纖、第一殼體（6）、第二殼體（8）、第三殼體（4）、不銹鋼軟管（1）、應(yīng)變光柵（10）、測溫光柵（3）、第一鋼管（5）、第二鋼管（9）、通氣接口（2）、堵頭（7）、支架（11）、護套接口（12）；所述應(yīng)變光柵（10）和測溫光柵（3）設(shè)置在所述光纖上，測溫光柵（3）與應(yīng)變光柵（10）之間剝除一段長度的涂覆層，測溫光柵（3）穿入第二鋼管（9）內(nèi)，測溫光柵（3）位于第二鋼管（9）中心位置，且去除涂覆層部分完全深入第二鋼管（9）內(nèi)，點膠于第二鋼管（9）與光纖剝除位置連接處；所述應(yīng)變光柵（10）遠離所述測溫光柵（3）一側(cè)的光纖的涂覆層剝除，并將光纖穿入第一鋼管（5）內(nèi)，使剝除段位于第一鋼管（5）的中心，點膠于第一鋼管（5）與光纖剝除位置連接處；不銹鋼軟管（1）穿入第二殼體（8）彈性膜片的中心小孔內(nèi)，并密封處理；第二鋼管（9）一端的光纖從第二殼體（8）的彈性膜片中心孔穿入，通過不銹鋼軟管（1）穿出，并將第二鋼管（9）與不銹鋼軟管（1）鎖緊，鎖緊處涂抹密封膠；第二鋼管（9）另一端從堵頭（7）中心穿出，堵頭（7）與第二殼體（8）裝配鎖緊，裝配處涂有密封膠；不銹鋼軟管（1）與堵頭（7）中心孔固定密封；從不銹鋼軟管（1）伸出的光纖從第一殼體（6）的中心孔穿過，第一殼體（6）與堵頭（7）裝配鎖緊，裝配處涂抹密封膠；應(yīng)變光柵（10）遠離測溫光柵（3）一端的光纖從支架（11）中心穿過，從第三殼體（4）的中心孔內(nèi)穿出，支架（11）與第二殼體（8）配合鎖緊，鎖緊處涂抹膠，應(yīng)變光柵（10）遠離測溫光柵（3）一端裝配的第一鋼管（5）位于支架（11）的小孔中心；第三殼體（4）與第二殼體（8）裝配鎖緊，鎖緊處涂抹密封膠；?所述傳感器兩端的第一殼體（6）和第三殼體（4）處設(shè)有護套接口（12）。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器，其特征在于：包括光纖、第一殼體（6）、第二殼體（8）、第三殼體（4）、不銹鋼軟管（1）、應(yīng)變光柵（10）、測溫光柵（3）、第一鋼管（5）、第二鋼管（9）、通氣接口（2）、堵頭（7）、支架（11）、護套接口（12）；所述應(yīng)變光柵（10）和測溫光柵（3）設(shè)置在所述光纖上，測溫光柵（3）與應(yīng)變光柵（10）之間剝除一段長度的涂覆層，測溫光柵（3）穿入第二鋼管（9）內(nèi)，測溫光柵（3）位于第二鋼管（9）中心位置，且去除涂覆層部分完全深入第二鋼管（9）內(nèi)，點膠于第二鋼管（9）與光纖剝除位置連接處；所述應(yīng)變光柵（10）遠離所述測溫光柵（3）一側(cè)的光纖的涂覆層剝除，并將光纖穿入第一鋼管（5）內(nèi)，使剝除段位于第一鋼管（5）的中心，點膠于第一鋼管（5）與光纖剝除位置連接處；不銹鋼軟管（1）穿入第二殼體（8）彈性膜片的中心小孔內(nèi)，并密封處理；第二鋼管（9）一端的光纖從第二殼體（8）的彈性膜片中心孔穿入，通過不銹鋼軟管（1）穿出，并將第二鋼管（9）與不銹鋼軟管（1）鎖緊，鎖緊處涂抹密封膠；第二鋼管（9）另一端從堵頭（7）中心穿出，堵頭（7）與第二殼體（8）裝配鎖緊，裝配處涂有密封膠；不銹鋼軟管（1）與堵頭（7）中心孔固定密封；從不銹鋼軟管（1）伸出的光纖從第一殼體（6）的中心孔穿過，第一殼體（6）與堵頭（7）裝配鎖緊，裝配處涂抹密封膠；應(yīng)變光柵（10）遠離測溫光...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙德春，
申請(專利權(quán))人：深圳市暢格光電有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44
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