一种光纤光栅弹簧管压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤光栅弹簧管压力传感器，涉及压力传感器。一种光纤光栅弹簧管压力传感器，包括外壳、C型弹簧管、光纤、应变光栅、温补光栅、固定块；所述的应变光栅胶粘固定在等强度梁上，等强度梁固定在固定块上，固定块用螺纹固定在外壳内；所述的C型弹簧管固定在外壳内，封头用钢丝与等强度梁连接；所述的温补光栅穿过毛细管，两端胶粘在毛细管的两端，毛细管胶粘在外壳内壁上；所述的光纤盘好传入铠装尾纤套管，铠装尾纤套管和接头旋固在外壳上，保护好从外壳引出的光纤。本实用新型专利技术结构简单，组装安装方便，有效提高了压强测量的精度和灵敏度，消除外界温度变化对测量误差的影响，有很高的实用价值。

Fiber grating spring tube pressure sensor

The utility model discloses a fiber grating spring tube pressure sensor, which relates to a pressure sensor. A fiber grating Bourdon tube pressure sensor, including shell, C type spring tube, fiber grating, strain, temperature compensation grating, grating fixed block; strain adhesive which is fixed on a beam of uniform strength, strength beam is fixed on the fixing block and the fixed block is fixed in the casing by screw thread; C type spring the pipe is fixed in the shell, head steel wire and beam connection; the temperature compensation grating through the capillary tube, both ends of adhesive on the two ends of the capillary, capillary adhesive on the inner wall of the shell; the good afferent fiber disk armored pigtail sleeve, armored tail fiber sleeve and screwed joint on an optical fiber protect from shell leads. The utility model has the advantages of simple structure, convenient assembly and installation, effectively improving the accuracy and the sensitivity of the pressure measurement, eliminating the influence of the outside temperature variation on the measurement error, and has high practical value.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种压力传感器，尤其涉及应用在土木工程测量压力、水压等流体压力变化的一种光纤光栅弹簧管压力传感器。
技术介绍
目前，基于光纤布拉格光栅（FBG）原理的传感器技术得到快速发展，光纤光栅具有防止电磁干扰、无电检测、抗雷击等优点，光纤光栅弹簧管压力传感器在测量如管道气体压力、地下水位测量、岩土孔隙水位监测和其他工业流体压力测量中得到了应用。但是，由于野外工程环境复杂，遇到恶劣天气时，结构温度变化快，要求压力传感器必须具备良好的热传导性并能实时温度补偿，以消除温度变化对压强测量的影响；同时，不同工程应用场合的压强测量精度要求高。而现有结构的压力传感器无法满足这些要求。为了解决现有技术存在的工程压力测量等流体压强测量中精度不够和温度补偿误差大的缺陷，本技术研发了一种光纤光栅弹簧管压力传感器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光纤光栅弹簧管压力传感器。本技术是通过以下技术方案实现的：一种光纤光栅弹簧管压力传感器，包括外壳、C型弹簧管、光纤、应变光栅、温补光栅、固定块；所述的应变光栅胶粘固定在等强度梁上，等强度梁固定在固定块上，固定块用螺纹固定在外壳内；所述的C型弹簧管固定在外壳内，封头用钢丝与等强度梁连接；所述的温补光栅穿过毛细管，两端胶粘在毛细管的两端，毛细管胶粘在外壳内壁上；所述的光纤盘好传入铠装尾纤套管，铠装尾纤套管和接头旋固在外壳上，保护好从外壳引出的光纤。进一步地，所述的外壳、铠装尾纤套管、毛细管为不锈钢结构，优选采用304不锈钢材料制作，以防止传感器在长期使用中锈蚀。所述的胶粘是使用353ND胶进行胶粘。所述的等强度梁为铍青铜等强度梁，所述的C型弹簧管为铍青铜C型弹簧管，C型弹簧管的固定端安装固定在外壳的内壁。本技术在组装时，首先将应变光栅通过353ND胶粘固在等强度梁上，应变光栅居中并烘干；然后将温补光栅穿在不锈钢毛细管中间，保持预张拉1nm状态，两端用353ND胶粘固并烘干，之后，将不锈钢毛细管用353ND胶粘合在不锈钢外壳内壁烘干；第三步将C型弹簧固定在不锈钢外壳内，用钢丝连接弹簧管封头和等强度梁；第四步先将等强度梁固定在固定块上，固定块用螺母固定在不锈钢外壳内，将光纤盘好传入铠装尾纤套管中；最后将铠装尾纤套管和接头旋固在不锈钢外壳上，保护好从不锈钢外壳引出的光纤尾纤，然后密封不锈钢外壳。本技术在不锈钢外壳中封装了等强度梁和应变光栅用于压力测量，封装了不锈钢毛细管作为温度变化测量，共同组成压力传感器的核心传感部分；当外界压力发生变化后，等强度梁产生的挠度变化会导致应变光栅产生轴向作用力，从而影响应变光栅中心波长变化来测量外界压力的变化；温补光栅胶粘在不锈钢毛细管两端，来测量不锈钢外壳内温度场变化，从而消除温度变化对应变光栅的波长变化影响；强度梁和C型弹簧管采用铍青铜材料制作，通过螺纹安装固定在不锈钢外壳的内壁，以起到减小误差作用；外壳、铠装尾纤套管、不锈钢毛细管采用304不锈钢材料制作，以防止传感器在长期使用中锈蚀。使用时，首先对光纤光栅弹簧管压力传感器进行温度率定和压强率定；温度率定范围要求从-20℃到85℃，升温和降温各做两次，每隔5℃记录一次应变光栅波长和温补光栅波长数据，温度率定结束后，计算出该传感器的温度补偿系数；压强率定时，要求在恒温环境中进行，通过不锈钢下盖的中心孔与压力源连接，每隔二十分之一量程记录一次应变光栅波长数据，压强率定结束后，计算出该传感器的压强变化系数。工程使用中，通过接头的中心孔与被测流体管道连接，也可以将光纤光栅弹簧管压力传感器直接投放到被测气体中。本技术结构简单，组装安装方便，有效提高了压强测量的精度和灵敏度，消除外界温度变化对测量误差的影响，在压力、水压等流体压力监测中具有很高的实用价值。附图说明图1为本技术的原理示意图；图中：1-光纤，2-铠装尾纤套管，3-外壳，4-C型弹簧管，5-封头，6-胶，7-螺母，8-固定块，9-钢丝，10-应变光栅，11-胶，12-等强度梁，13-固定端，14-温补光栅，15-毛细管，16-接头。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式做详细描述。如图1所示，一种光纤光栅弹簧管压力传感器，包括外壳3、C型弹簧管4、光纤1、应变光栅10、温补光栅14、固定块8；应变光栅10通过353ND胶固定在等强度梁12上，等强度梁12固定在固定块8上，固定块8用螺纹固定在外壳3内；C型弹簧管4固定在外壳3内，封头5用钢丝9与等强度梁12连接；温补光栅14穿过毛细管15，两端胶粘在毛细管15的两端，毛细管15胶粘在外壳3内壁上；光纤1盘好传入铠装尾纤套管2，铠装尾纤套管2和接头16通过螺母7旋固在外壳3上，保护好从外壳3引出的光纤1。其中外壳3、铠装尾纤套管2、毛细管15为不锈钢结构，优选采用304不锈钢材料制作；等强度梁12为铍青铜等强度梁，C型弹簧管4为铍青铜C型弹簧管，C型弹簧管4的固定端13安装固定在外壳3的内壁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅弹簧管压力传感器，其特征在于，包括外壳、C型弹簧管、光纤、应变光栅、温补光栅、固定块；所述的应变光栅胶粘固定在等强度梁上，等强度梁固定在固定块上，固定块用螺纹固定在外壳内；所述的C型弹簧管固定在外壳内，封头用钢丝与等强度梁连接；所述的温补光栅穿过毛细管，两端胶粘在毛细管的两端，毛细管胶粘在外壳内壁上；所述的光纤盘好传入铠装尾纤套管，铠装尾纤套管和接头旋固在外壳上，保护好从外壳引出的光纤。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅弹簧管压力传感器，其特征在于，包括外壳、C型弹簧管、光纤、应变光栅、温补光栅、固定块；所述的应变光栅胶粘固定在等强度梁上，等强度梁固定在固定块上，固定块用螺纹固定在外壳内；所述的C型弹簧管固定在外壳内，封头用钢丝与等强度梁连接；所述的温补光栅穿过毛细管，两端胶粘在毛细管的两端，毛细管胶粘在外壳内壁上；所述的光纤盘好传入铠装尾纤套管，铠装尾纤套管和接头旋固在外壳上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红英，李宁溪，姚松彬，
申请(专利权)人：忻州师范学院，杭州聚华光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14