本實(shí)用新型專(zhuān)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(cè)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(hù)套接口（12）。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)的光纖光柵壓力傳感器為兩端輸出，即可以將多個(gè)壓力傳感器串接起來(lái)，形成準(zhǔn)分布式網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)，方便使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省系統(tǒng)成本。
【技術(shù)實(shí)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(lèi)傳感器，其工作原理是將壓力通過(guò)壓敏元件轉(zhuǎn)化為電相關(guān)量的變化，然后再將電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等電路處理，通過(guò)檢測(cè)電信號(hào)即可得到相應(yīng)的壓力值。但是電子傳感器電信號(hào)遠(yuǎn)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(shí)容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象，如果被用于油井、儲(chǔ)油罐等復(fù)雜環(huán)境下的壓力測(cè)量中，將會(huì)引起事故發(fā)生。由于檢測(cè)環(huán)境的復(fù)雜，電磁干擾、雷擊等對(duì)電信號(hào)的干擾比較強(qiáng)，嚴(yán)重影響測(cè)量精度，甚至破壞傳感器。近年來(lái)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(yùn)輸于一體，便于分布式大范圍測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)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(dāng)外界環(huán)境壓力變化引起一彈性膜片中心撓度變化進(jìn)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(zhǎng)的變化，通過(guò)對(duì)反射波長(zhǎng)的解調(diào)來(lái)監(jiān)控測(cè)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(duì)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(guò)改變彈性膜的厚度和半徑來(lái)調(diào)節(jié)傳感器的測(cè)量范圍。當(dāng)前光纖光柵壓力傳感器的設(shè)計(jì)多為一端輸出，而在一個(gè)環(huán)境測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)往往需要進(jìn)行分布式多點(diǎn)測(cè)量，這樣就需要在測(cè)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(lái)連接這些光纖光柵壓力傳感器，以此達(dá)到多點(diǎn)測(cè)試的目的，此測(cè)量系統(tǒng)復(fù)雜，需要的器件較多，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問(wèn)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(cè)溫光柵、第一鋼管、第二鋼管、通氣接口、堵頭、支架、護(hù)套接口；所述應(yīng)變光柵和測(cè)溫光柵設(shè)置在所述光纖上，測(cè)溫光柵與應(yīng)變光柵之間剝除一段長(zhǎng)度的涂覆層，測(cè)溫光柵穿入第二鋼管內(nèi)，測(cè)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(diǎn)膠于第二鋼管與光纖剝除位置連接處；所述應(yīng)變光柵遠(yuǎn)離所述測(cè)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(diǎn)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(guò)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(guò)，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(yuǎn)離測(cè)溫光柵一端的光纖從支架中心穿過(guò)，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(yuǎn)離測(cè)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(hù)套接口。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述護(hù)套接口處設(shè)有保護(hù)套。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，點(diǎn)膠時(shí)所用的膠水為環(huán)氧樹(shù)脂膠。根作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，第二鋼管與不銹鋼軟管螺紋鎖緊。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，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(gè)，兩個(gè)圈之間的軸向間距為4至6mm。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，不銹鋼軟管繞圈成彈簧狀，圓圈直徑為8mm，兩個(gè)圈之間的軸向間距為5mm。作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)一步改進(jìn)，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(jì)的光纖光柵壓力傳感器為兩端輸出，即可以將多個(gè)壓力傳感器串接起來(lái)，形成準(zhǔn)分布式網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)，方便使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)，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(shuō)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(chēng)如下：不銹鋼軟管1；通氣接口2；測(cè)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(hù)套接口12；鎧纜護(hù)套13；防水膠注入位置14。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)做進(jìn)一步說(shuō)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(cè)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(hù)套接口12、鎧纜護(hù)套13。工作原理：待測(cè)量的外界環(huán)境氣體通過(guò)通氣接口2進(jìn)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(dāng)外界環(huán)境氣壓發(fā)生變化時(shí)，第二殼體8內(nèi)部的彈性膜片的中心撓度發(fā)生變化，進(jìn)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(zhǎng)漂移，在串聯(lián)式光纖光柵壓力傳感器內(nèi)部配置有測(cè)溫光柵3，測(cè)溫光柵3被安裝在第二鋼管9內(nèi)部，通過(guò)讀取測(cè)溫光柵3的波長(zhǎng)數(shù)據(jù)，可對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，進(jìn)而對(duì)應(yīng)變光柵10的波長(zhǎng)漂移進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使測(cè)量的數(shù)據(jù)更為精確。測(cè)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(guò)，再經(jīng)過(guò)不銹鋼軟管1，不銹鋼軟管1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為彈簧狀，再?gòu)亩骂^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(zhǎng)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(shí)將第一鋼管5使用機(jī)械緊固或者膠水粘接的方式固定于支架11上，此時(shí)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(lèi)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(jì)為彈簧狀，因此在器件的工作過(guò)程中，不銹鋼軟管1引起的外力是可以忽略不計(jì)的，不影響器件的測(cè)試精度。實(shí)施步驟：步驟1：在測(cè)溫光柵3與應(yīng)變光柵10之間剝除一段長(zhǎng)度的涂覆層，將測(cè)溫光柵3穿入第二鋼管9內(nèi)，并使得測(cè)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(diǎn)膠于第二鋼管9與光纖剝除位置連接處，膠水為環(huán)氧樹(shù)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(diǎn)膠于第一鋼管5與光纖剝除位置連接處，膠水為環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
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(cè)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(hù)套接口（12）；所述應(yīng)變光柵（10）和測(cè)溫光柵（3）設(shè)置在所述光纖上，測(cè)溫光柵（3）與應(yīng)變光柵（10）之間剝除一段長(zhǎng)度的涂覆層，測(cè)溫光柵（3）穿入第二鋼管（9）內(nèi)，測(cè)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(diǎn)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(yuǎn)離所述測(cè)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(diǎn)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(guò)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(guò)，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(yuǎn)離測(cè)溫光柵（3）一端的光纖從支架（11）中心穿過(guò)，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(yuǎn)離測(cè)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(hù)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(cè)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(hù)套接口（12）；所述應(yīng)變光柵（10）和測(cè)溫光柵（3）設(shè)置在所述光纖上，測(cè)溫光柵（3）與應(yīng)變光柵（10）之間剝除一段長(zhǎng)度的涂覆層，測(cè)溫光柵（3）穿入第二鋼管（9）內(nèi)，測(cè)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(diǎn)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(yuǎn)離所述測(cè)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(diǎn)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(guò)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(guò)，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(yuǎn)離測(cè)溫光...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙德春，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：深圳市暢格光電有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：廣東;44
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