核电压力传感系统技术方案

本实用新型专利技术涉及核电领域，具体涉及核电压力传感系统，包括若干个用于压力测定的压力传感器、连接于若干个压力传感器用于信号解调的信号解调器、连接于信号解调器用于系统压力分析的压力分析仪；所述压力传感器包括壳体、用于输出光束的激光发生单元、用于探测波长变化光信号的压力光纤光栅、用于接收输出光束并传给压力光纤光栅的耦合单元、用于对压力光纤光栅进行自动温度补偿和自动校准的光栅调解单元，所述激光发生单元、压力光纤光栅、耦合单元、光栅调解单元均设置于壳体内部。本实用新型专利技术耐高温、耐高压、抗辐射能力强、测量精度高、适用于核电领域。

Nuclear pressure sensing system

The utility model relates to the field of nuclear power, nuclear power relates to the pressure sensing system comprises a plurality of pressure sensors for pressure measurement, connected to a plurality of pressure sensors for signal demodulation is connected to the signal demodulator for pressure analyzer system pressure analysis device, signal demodulation; the pressure sensor comprises a shell, used for laser beam for the pressure generating unit, a fiber grating, the detection wavelength of the optical signal changes for receiving the output beam is transmitted to the coupling unit, pressure of fiber grating for optical fiber grating pressure from grating unit mediation of temperature compensation and auto calibration, the laser generating unit, pressure fiber grating, coupling unit and grating unit are set to mediation in the shell. The utility model has the advantages of high temperature resistance, high pressure resistance, strong radiation resistance and high measuring precision, and is suitable for the field of nuclear power.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及核电领域，特别是涉及核电压力传感系统。
技术介绍
核电领域所处作业环境由于具有高辐射、高温、高压等特性，为保证在特种条件下能正常工作，因此对各类设备要求较高。压力传感器是核电领域用于检测压力的常用设备，常用的压力传感器有：电阻应变传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器等，这些传感器应用于核电领域，存在以下缺点：a、敏感元件采用电信号输出，容易引起电气和电磁干扰，测量精度低；b、信号处理电路复杂，造价高；c、需为每个传感器供电电路实现困难；d、有些敏感材料不防潮，无法应用于湿度较大的场合；e、传感单元较多，电极、引线复杂，导致传感器比较笨重；f、敏感元件、电极电路、弹性体材料在高温、高压、高腐蚀、高辐射的核电特殊复杂环境中可靠性和寿命大大降低，而核电工作环境的特殊性导致了传感器失效后无法及时更换；g、弹性体结构不能满足核电机器人体积小、质量轻、耐冲击的使用要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种耐高温、耐高压、抗辐射能力强、测量精度高、适用于核电领域的核电压力传感系统。本技术所采用的技术方案是：核电压力传感系统，包括若干个用于压力测定的压力传感器、连接于若干个压力传感器用于信号解调的信号解调器、连接于信号解调器用于系统压力分析的压力分析仪；所述压力传感器包括壳体、用于输出光束的激光发生单元、用于探测波长变化光信号的压力光纤光栅、用于接收输出光束并传给压力光纤光栅的耦合单元、用于对压力光纤光栅进行自动温度补偿和自动校准的光栅调解单元，所述激光发生单元、压力光纤光栅、耦合单元、光栅调解单元均设置于壳体内部。对上述技术方案的进一步改进为，所述压力分析仪包括用于采集传感器经信号解调器解调后的光信号的信号采集单元、用于将采集到的光信号转换为电信号的信号转换单元、用于对电信号进行放大和滤波的信号处理单元、用于处理后压力值输出的输出单元。对上述技术方案的进一步改进为，所述压力传感器的壳体外表面设有用于隔离外部环境的封装层。本技术的有益效果为：1、本技术中，一方面，通过若干个压力传感器分别对核电环境下不同地方的压力进行测定，获取压力变化的信号，再通过信号解调器将信号解调后反馈至压力分析仪，通过压力分析仪对信号进行处理后得到具体的压力值，信号抗干扰能力强，压力测量精度高；第二方面，压力传感器，首先通过激光发生单元输出光束，光束经耦合单元耦合后到达压力光纤光栅，压力光纤光栅探测到光束波长的微小变化以此来获得压力，同时，光栅调解单元自动进行温度补偿和校准，以排除压力测定过程中温度等外界环境的干扰，进一步提高测量精度；第三方面，由于压力传感器为光纤压力传感器，易于与其它微型技术结合，光纤的直径仅为250um，封装后的压力传感器体积小、质量轻，同时光纤压力传感器引线简单，引线仅为1～2根光纤便可完成测量，结构简单、使用方便；第四方面，相对于传统的传感器，本技术的压力传感器由于具有耐水、耐高温、耐腐蚀、为全光型，无须供电等优点，使用寿命可达8～10年，满足了核电环境的需要。2、压力分析仪包括用于采集传感器经信号解调器解调后的光信号的信号采集单元、用于将采集到的光信号转换为电信号的信号转换单元、用于对电信号进行放大和滤波的信号处理单元、用于处理后压力值输出的输出单元。信号采集单元采集到解调后的光信号后，信号转换单元将其转换为电信号，再经信号处理单元进行放大滤波处理，处理后得到压力值并经输出单元输出。系统复用能力强，一台压力分析仪最多可对上百个光纤压力传感器进行信号解调，成功的解决了使用传统传感器时信号处理电路复杂的难题。3、压力传感器的壳体外表面设有用于隔离外部环境的封装层，封装层为高强度惰性材料层，化学性质稳定，防止壳体内部的精密部件与外界环境接触而受到外界环境的影响，有利于保证压力传感器的正常工作，进一步提高测量精度。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的压力传感器的结构示意图；图3为本技术的压力分析仪的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的说明。如图1所示，为本技术的结构示意图。核电压力传感系统100，包括若干个用于压力测定的压力传感器110、连接于若干个压力传感器110用于信号解调的信号解调器120、连接于信号解调器120用于系统100压力分析的压力分析仪130。如图2所示，为本技术的压力传感器的结构示意图。压力传感器110包括壳体111、用于输出光束的激光发生单元112、用于探测波长变化光信号的压力光纤光栅113、用于接收输出光束并传给压力光纤光栅113的耦合单元114、用于对压力光纤光栅113进行自动温度补偿和自动校准的光栅调解单元115，激光发生单元112、压力光纤光栅113、耦合单元114、光栅调解单元115均设置于壳体111内部。如图3所示，为本技术的压力分析仪的结构示意图。压力分析仪130包括用于采集传感器经信号解调器120解调后的光信号的信号采集单元131、用于将采集到的光信号转换为电信号的信号转换单元132、用于对电信号进行放大和滤波的信号处理单元133、用于处理后压力值输出的输出单元134。信号采集单元131采集到解调后的光信号后，信号转换单元132将其转换为电信号，再经信号处理单元133进行放大滤波处理，处理后得到压力值并经输出单元134输出。系统100复用能力强，一台压力分析仪130最多可对上百个光纤压力传感器110进行信号解调，成功的解决了使用传统传感器时信号处理电路复杂的难题。压力传感器110的壳体111外表面设有用于隔离外部环境的封装层116，封装层116为高强度惰性材料层，化学性质稳定，防止壳体111内部的精密部件与外界环境接触而受到外界环境的影响，有利于保证压力传感器110的正常工作，进一步提高测量精度。本技术中，一方面，通过若干个压力传感器110分别对核电环境下不同地方的压力进行测定，获取压力变化的信号，再通过信号解调器120将信号解调后反馈至压力分析仪130，通过压力分析仪130对信号进行处理后得到具体的压力值，信号抗干扰能力强，压力测量精度高；第二方面，压力传感器110，首先通过激光发生单元112输出光束，光束经耦合单元114耦合后到达压力光纤光栅113，压力光纤光栅113探测到光束波长的微小变化以此来获得压力，同时，光栅调解单元115自动进行温度补偿和校准，以排除压力测定过程中温度等外界环境的干扰，进一步提高测量精度；第三方面，由于压力传感器110为光纤压力传感器110，易于与其它微型技术结合，光纤的直径仅为250um，封装后的压力传感器110体积小、质量轻，同时光纤压力传感器110引线简单，引线仅为1～2根光纤便可完成测量，结构简单、使用方便；第四方面，相对于传统的传感器，本技术的压力传感器110由于具有耐水、耐高温、耐腐蚀、为全光型，无须供电等优点，使用寿命可达8～10年，满足了核电环境的需要。本技术的工作原理为：首先，通过激光发生单元112输出光束，光束经耦合单元114耦合后到达压力光纤光栅113，压力光纤光栅113探测到光束波长的微小变化以此来获得压力，同时，光栅调解单元115自动进行温度补偿和校准，以排除压力测定过程中温度等外界环境的干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
核电压力传感系统，其特征在于：包括若干个用于压力测定的压力传感器、连接于若干个压力传感器用于信号解调的信号解调器、连接于信号解调器用于系统压力分析的压力分析仪；所述压力传感器包括壳体、用于输出光束的激光发生单元、用于探测波长变化光信号的压力光纤光栅、用于接收输出光束并传给压力光纤光栅的耦合单元、用于对压力光纤光栅进行自动温度补偿和自动校准的光栅调解单元，所述激光发生单元、压力光纤光栅、耦合单元、光栅调解单元均设置于壳体内部。

【技术特征摘要】
1.核电压力传感系统，其特征在于：包括若干个用于压力测定的压力传感器、连接于若干个压力传感器用于信号解调的信号解调器、连接于信号解调器用于系统压力分析的压力分析仪；所述压力传感器包括壳体、用于输出光束的激光发生单元、用于探测波长变化光信号的压力光纤光栅、用于接收输出光束并传给压力光纤光栅的耦合单元、用于对压力光纤光栅进行自动温度补偿和自动校准的光栅调解单元，所述激光发生单元、压力光纤光栅、耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳佳，刘小清，
申请(专利权)人：深圳中科传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44