压力传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种压力传感器。该压力传感器包括：压感单元感应作用在压感单元上的压力并产生形变，具有能反射或散射扫描光的测量面；光检测单元包括光发射器和基准光反射面，光发射器向压感单元发射频率周期性变化的扫描光，基准光反射面位于光发射器和压感单元之间，基准光反射面将光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，测量面将未被基准光反射面反射的扫描光反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，基准光和测量光之间发生干涉形成干涉光；光电处理单元接收干涉光并根据干涉光计算出压感单元的测量面与基准光反射面之间的距离变化量，根据距离变化量计算出压感单元上作用的压力。通过该压力传感器能够精确测量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种压力传感器。该压力传感器包括：压感单元感应作用在压感单元上的压力并产生形变，具有能反射或散射扫描光的测量面；光检测单元包括光发射器和基准光反射面，光发射器向压感单元发射频率周期性变化的扫描光，基准光反射面位于光发射器和压感单元之间，基准光反射面将光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，测量面将未被基准光反射面反射的扫描光反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，基准光和测量光之间发生干涉形成干涉光；光电处理单元接收干涉光并根据干涉光计算出压感单元的测量面与基准光反射面之间的距离变化量，根据距离变化量计算出压感单元上作用的压力。通过该压力传感器能够精确测量。【专利说明】压力传感器
本技术涉及检测设备领域，具体而言，涉及一种压力传感器。
技术介绍
膜盒是具有实现压力一位移转换特性压力传感元件，通过测量其位移的变化量即可得到压力。传统的膜盒压力表即是以膜盒作为压力敏感元件，通过连杆机构和齿轮传动机构将这一位移量放大并通过指针将压力值指示在刻度盘上，该方式具有精度低、结构复杂和非数字化显示的缺点。
技术实现思路
本技术旨在提供一种压力传感器，以解决现有技术中的压力传感器的测试精度低、结构复杂的问题。 为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种压力传感器，该压力传感器包括:压感单元，压感单元感应作用在压感单元上的压力并产生形变，且具有能反射或散射扫描光的测量面；光检测单元，光检测单元包括光发射器和基准光反射面，光发射器向压感单元发射频率周期性变化的扫描光，基准光反射面位于光发射器和压感单元之间，基准光反射面将光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，压感单元的测量面将未被基准光反射面反射的扫描光反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，基准光和测量光之间发生干涉形成干涉光；光电处理单元，光电处理单元接收干涉光并根据干涉光计算出压感单元的测量面与基准光反射面之间的距离变化量，根据距离变化量计算出压感单元上作用的压力。 进一步地，光发射器包括:激光器；光纤分路器，光纤分路器与激光器之间连接有第一输送光纤，光纤分路器与光电处理单兀之间连接有第二输送光纤；准直器，准直器将扫描光准直并朝向压感单元照射，准直器内设置有基准光反射面，准直器与光纤分路器之间连接有第三输送光纤，第一输送光纤和第二输送光纤均在光纤分路器内与第三输送光纤连接。 进一步地,第一输送光纤、第二输送光纤和第三输送光纤均为单模光纤。 进一步地，光电处理单元包括:光电探测器，光电探测器与第二输送光纤连接，干涉光通过第二输送光纤传输至光电探测器，光电探测器接收干涉光并将光信号转换为电信号；控制处理器，分别与激光器和光电探测器连接，控制处理器控制激光器发射频率周期性变化的激光以形成扫描光，以及基于来自光电探测器的电信号计算出压感单元与基准光反射面之间的距离变化量。 进一步地，光电处理单元根据公式I计算出压感单元与基准光反射面之间的距离， d = 2n:fl)公式 I 其中，d为压感单元的测量面与基准光反射面之间的距离，N为干涉光的强度变化的周期数，η为压感单元内的光传播介质的折射率，4为一个周期的扫描光的周期起点处的频率，f2为一个周期的扫描光的周期终点处的频率，c为光速。 进一步地，压感单元包括底座和固定设置在底座上的压感件，压感件与底座之间围成空腔，底座上设置有供光发射器发出的光通过的第一通孔，第一通孔贯穿底座并与空腔连通，测量面为压感件朝向光发射器的一面。 进一步地，压感件为弹性膜片。 进一步地，底座上还设置有固定光发射器的准直器的固定座，固定座具有容纳准直器的容纳通孔，容纳通孔的轴线与第一通孔的轴线重合。 进一步地，底座上还设置有第二通孔，第二通孔贯穿底座并与空腔连通。 进一步地，压感单元包括至少一个压感组，压感组包括第一波纹膜片和与第一波纹膜片固定连接的第一带孔波纹膜片，第一波纹膜片与第一带孔波纹膜片之间围成空腔。 应用本技术的技术方案，压力传感器包括压感单元、光检测单元和光电处理单元，压感单元感应作用在压感单元上的压力并产生形变，且具有能反射或散射扫描光的测量面；光检测单元包括光发射器和基准光反射面，光发射器向压感单元发射频率周期性变化的扫描光，基准光反射面位于光发射器和压感单元之间，基准光反射面将光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，压感单元的测量面将未被基准光反射面反射的扫描光反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，基准光和测量光之间发生干涉形成干涉光；光电处理单元接收干涉光并根据干涉光计算出压感单元的测量面与基准光反射面之间的距离变化量，根据距离变化量计算出压感单元的形变量，根据形变量计算出压感单元上作用的压力。通过该压力传感器能够通过光学相干测距精确地测量压力传感器上所受的压力，提高压力传感器的测量精度。 【专利附图】【附图说明】 构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中: 图1示出了本技术的实施例的压力传感器的结构示意图； 图2示出了本技术的一个实施例的压感单元的剖视图； 图3示出了本技术的带有第二通孔的压感单元的剖视图； 图4示出了本技术的另一个实施例的压感单元的剖视图；以及 图5示出了本技术的带有多个压感组的压感单元的剖视图。 附图标记说明:10、压感单元；11、底座；12、压感件；121、测量面；13、空腔；14、第一通孔；15、第二通孔；16、固定座；17、第一波纹膜片；18、第一带孔波纹膜片；20、光电处理单兀；21、光电探测器；22、控制处理器；31、激光器；32、光纤分路器；33、第一输送光纤；34、第二输送光纤；35、准直器；36、第三输送光纤。 【具体实施方式】 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 如图1至5所示，根据本技术的实施例，压力传感器包括压感单元10、光检测单元和光电处理单元20，压感单元10感应作用在压感单元10上的压力并产生形变，并具有能反射或散射扫描光的测量面121 ;光检测单元包括光发射器和基准光反射面，光发射器向压感单元10发射频率周期性变化的扫描光，基准光反射面位于光发射器和压感单元10之间，基准光反射面将光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，压感单元10的测量面121将未被基准光反射面反射的扫描光部分反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，基准光和测量光之间发生干涉形成干涉光；光电处理单元20接收干涉光并根据干涉光计算出压感单元10的测量面121与基准光反射面之间的距离变化量，根据距离变化量计算出压感单元10的形变量，根据形变量计算出压感单元10上作用的压力。通过该压力传感器能够通过光学相干测距精确地测量压力传感器上所受的压力，提高压力传感器的测量精度。 结合参见图1，光发射器包括激光器31、光纤分路器32、准直器35、第一输送光纤33、第二输送光纤34本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器，其特征在于，包括： 压感单元(10)，所述压感单元(10)感应作用在所述压感单元(10)上的压力并产生形变，且具有能反射或散射扫描光的测量面(121)； 光检测单元，所述光检测单元包括光发射器和基准光反射面，所述光发射器向所述压感单元(10)发射频率周期性变化的所述扫描光，所述基准光反射面位于所述光发射器和所述压感单元(10)之间，所述基准光反射面将所述光发射器发出的扫描光部分反射并耦合回光纤形成基准光，所述压感单元(10)的所述测量面(121)将未被所述基准光反射面反射的扫描光反射或散射，反射或散射光耦合回光纤形成测量光，所述基准光和所述测量光之间发生干涉形成干涉光； 光电处理单元(20)，所述光电处理单元(20)接收所述干涉光并根据所述干涉光计算出所述压感单元(10)的所述测量面(121)与所述基准光反射面之间的距离变化量，根据所述距离变化量计算出所述压感单元(10)上作用的压力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海骏，任伟，赵文建，杨德志，
申请(专利权)人：上海舜宇海逸光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31