分段微弯式光纤压力传感器利用一根盘绕成β形的整段光纤来进行传感，β形光纤分成第一缓冲段、第二缓冲段、第三缓冲段、第一微弯段、第二微弯段和第三微弯段，传感器依据光纤微弯损耗原理，微弯损耗对光纤中的光信号产生了光强调制，当外界压力较小时，微弯的曲率半径较大，微弯损耗较小，光纤中的光强较大，当外界压力较大时，微弯段的曲率半径较小，微弯损耗较大，光纤中的光强较小，本传感器传感用的光纤中不存在暴露在空气中光纤端面，而非传感用的光纤接缝已密封在入光耦合器或出光耦合器中，本传感器传感部分的光纤不易受环境温度、湿度、清洁度干扰，不受空气中的潮气、灰尘影响而发霉，所以传感器能够长时间稳定地工作。
【技术实现步骤摘要】
分段微弯式光纤压力传感器
本专利技术涉及一种压力传感器，尤其涉及一种光纤压力传感器，属于光纤传感
技术介绍
光纤压力传感器由于其传输距离远，不受电磁环境干扰，已被广泛应用，其调制形式主要有强度调制型、光纤光栅型和干涉型，目前在光纤压力传感器方面已有较多专利技术，这些光纤传感器各有其优点，有的灵敏度很高，有的频率响应很好，有的技术含量很高，它们都能很好适应压力信号的转换，但这些传感器的结构较为复杂，制作成本较高，有的使用时间受限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构较为简单、制作成本较低，且能在复杂环境条件下长期稳定使用的光纤压力传感器。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：分段微弯式光纤压力传感器包括套筒(1)、第二缓冲段(2)、弧形边(3)、第一横支架(4)、外壳台阶(5)、第一缓冲护套(6)、第一微弯段(7)、软质橡胶壳(8)、圆盘台阶(9)、第二微弯段(10)、第二缓冲护套(11)、感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)、第三微弯段(16)、第三缓冲护套(17)、第二横支架(18)、第三缓冲段(19)、外壳尾部(20)、入光耦合器(21)、出光耦合器(22)、光纤转接头(23)、光纤护套(24)、入射光纤(25)、出射光纤(26)、光纤接缝(27)、垂直支架(28)、第一缓冲段(29)、弹簧压盘(30)、弹簧(31)、弹簧座(32)、底座过孔(33)、角棱(34)和外壳(35)；外壳(35)、外壳尾部(20)、套筒(1)、第一横支架(4)、第二横支架(18)、垂直支架(28)和弹簧座(32)构成固定支架，感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)和中心支架(15)构成活动支架，第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)构成传感机构，第一缓冲护套(6)、第二缓冲护套(11)和第三缓冲护套(17)构成缓冲机构；外壳(35)一侧设有外壳尾部(20)，外壳(35)顶部边沿的内侧设有外壳台阶(5)，外壳(35)两侧的腰部位置设有第一横支架(4)和第二横支架(18)，第一横支架(4)上面设有第一缓冲护套(6)，第二横支架(18)上面设有第三缓冲护套(17)，外壳(35)底部的中心位置设有弹簧座(32)，弹簧座(32)腰部设有底座过孔(33)，弹簧座(32)上方设有套筒(1)，套筒(1)外部设有弹簧(31)，外壳(35)底部且在外壳(35)与外壳尾部(20)的交界处设有垂直支架(28)，第一横支架(4)一端与外壳(35)连接，第二横支架(18)一端与外壳(35)连接，套筒(1)底端和弹簧(31)底端均与弹簧座(32)的上端面连接，弹簧座(32)的下端面与外壳(35)连接；外壳(35)上沿口的上方设有软质橡胶壳(8)，软质橡胶壳(8)的上方设有感压盘(12)，感压盘(12)为圆片形，感压盘(12)边沿的下方设有圆盘台阶(9)，软质橡胶壳(8)的上边沿与圆盘台阶(9)连接，软质橡胶壳(8)的下边沿与外壳台阶(5)连接，感压盘(12)下方设有轴杆座(13)和轴杆(14)，轴杆(14)的顶端通过轴杆座(13)与感压盘(12)连接，轴杆(14)中部设有中心支架(15)和弹簧压盘(30)，弹簧压盘(30)位于中心支架(15)下方，中心支架(15)上面设有第二缓冲护套(11)，弹簧压盘(30)下方的轴杆(14)上面设有三条角棱(34)，角棱(34)的横截面为等腰三角形，弹簧压盘(30)下方的轴杆(14)及其角棱(34)部分地插在套筒(1)内；外壳尾部(20)的一侧设有入光耦合器(21)和出光耦合器(22)，外壳(35)腔内设有一根光纤其分别穿过底座过孔(33)、第一缓冲护套(6)、第二缓冲护套(11)和第三缓冲护套(17)之后构成β形，所述β形光纤分成第一缓冲段(29)、第二缓冲段(2)、第一微弯段(7)、第二微弯段(10)、第三微弯段(16)和第三缓冲段(19)，β形光纤的一端通过入光耦合器(21)和光纤转接头(23)与入射光纤(25)连接，β形光纤的另一端通过出光耦合器(22)和光纤转接头(23)与出射光纤(26)连接，主光路前进方向上依次为入射光纤(25)、第一缓冲段(29)、第二缓冲段(2)、第一微弯段(7)、第二微弯段(10)、第三微弯段(16)、第三缓冲段(19)、出射光纤(26)；所述传感器依据光纤微弯损耗原理，微弯损耗对光纤中的光信号产生了光强调制，且微弯损耗为第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)三者的微弯损耗之和；当外界压力较小时，感压盘(12)通过轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)和第二缓冲护套(11)施加于β形光纤的压力较小，第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)的曲率半径较大，微弯损耗较小，光纤中的光强较大；当外界压力较大时，感压盘(12)通过轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)和第二缓冲护套(11)施加于β形光纤的压力较大，第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)的曲率半径较小，微弯损耗较大，光纤中的光强较小。由于采用上述技术方案，本专利技术所具有的优点和积极效果是：本光纤压力传感器结构较为简单、制作成本较低，传感器不易受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰影响，不会因潮气、灰尘、发霉等侵蚀而影响传感器的性能，传感器能够长时间正常使用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术有如下4幅附图：图1是本传感器的结构示意图，图2是本传感器β形光纤的形状图，图3是本传感器的俯视图，图4是本传感器套筒、轴杆和角棱部分的剖视图。在附图中所标各数字分别表示如下：1.套筒，2.第二缓冲段，3.弧形边，4.第一横支架，5.外壳台阶，6.第一缓冲护套，7.第一微弯段，8.软质橡胶壳，9.圆盘台阶，10.第二微弯段，11.第二缓冲护套，12.感压盘，13.轴杆座，14.轴杆，15.中心支架，16.第三微弯段，17.第三缓冲护套，18.第二横支架，19.第三缓冲段，20.外壳尾部，21.入光耦合器，22.出光耦合器，23.光纤转接头，24.光纤护套，25.入射光纤，26.出射光纤，27.光纤接缝，28.垂直支架，29.第一缓冲段，30.弹簧压盘，31.弹簧，32.弹簧座，33.底座过孔，34.角棱，35.外壳，36.外力方向。具体实施方式1.根据图1至图4，分段微弯式光纤压力传感器，包括套筒(1)、第二缓冲段(2)、弧形边(3)、第一横支架(4)、外壳台阶(5)、第一缓冲护套(6)、第一微弯段(7)、软质橡胶壳(8)、圆盘台阶(9)、第二微弯段(10)、第二缓冲护套(11)、感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)、第三微弯段(16)、第三缓冲护套(17)、第二横支架(18)、第三缓冲段(19)、外壳尾部(20)、入光耦合器(21)、出光耦合器(22)、光纤转接头(23)、光纤护套(24)、入射光纤(25)、出射光纤(26)、光纤接缝(27)、垂直支架(28)、第一缓冲段(29)、弹簧压盘(30)、弹簧(31)、弹簧座(32)、底座过孔(33)、角棱(34)和外壳(35).2.外壳(35)、外壳尾部(20)、套筒(1)、第一横支架(4)、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分段微弯式光纤压力传感器，包括套筒(1)、第二缓冲段(2)、弧形边(3)、第一横支架(4)、外壳台阶(5)、第一缓冲护套(6)、第一微弯段(7)、软质橡胶壳(8)、圆盘台阶(9)、第二微弯段(10)、第二缓冲护套(11)、感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)、第三微弯段(16)、第三缓冲护套(17)、第二横支架(18)、第三缓冲段(19)、外壳尾部(20)、入光耦合器(21)、出光耦合器(22)、光纤转接头(23)、光纤护套(24)、入射光纤(25)、出射光纤(26)、光纤接缝(27)、垂直支架(28)、第一缓冲段(29)、弹簧压盘(30)、弹簧(31)、弹簧座(32)、底座过孔(33)、角棱(34)和外壳(35)；外壳(35)、外壳尾部(20)、套筒(1)、第一横支架(4)、第二横支架(18)、垂直支架(28)和弹簧座(32)构成固定支架，感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)和中心支架(15)构成活动支架，第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)构成传感机构，第一缓冲护套(6)、第二缓冲护套(11)和第三缓冲护套(17)构成缓冲机构；其特征在于：外壳(35)一侧设有外壳尾部(20)，外壳(35)顶部边沿的内侧设有外壳台阶(5)，外壳(35)两侧的腰部位置设有第一横支架(4)和第二横支架(18)，第一横支架(4)上面设有第一缓冲护套(6)，第二横支架(18)上面设有第三缓冲护套(17)，外壳(35)底部的中心位置设有弹簧座(32)，弹簧座(32)腰部设有底座过孔(33)，弹簧座(32)上方设有套筒(1)，套筒(1)外部设有弹簧(31)，外壳(35)底部且在外壳(35)与外壳尾部(20)的交界处设有垂直支架(28)，第一横支架(4)一端与外壳(35)连接，第二横支架(18)一端与外壳(35)连接，套筒(1)底端和弹簧(31)底端均与弹簧座(32)的上端面连接，弹簧座(32)的下端面与外壳(35)连接；外壳(35)上沿口的上方设有软质橡胶壳(8)，软质橡胶壳(8)的上方设有感压盘(12)，感压盘(12)为圆片形，感压盘(12)边沿的下方设有圆盘台阶(9)，软质橡胶壳(8)的上边沿与圆盘台阶(9)连接，软质橡胶壳(8)的下边沿与外壳台阶(5)连接，感压盘(12)下方设有轴杆座(13)和轴杆(14)，轴杆(14)的顶端通过轴杆座(13)与感压盘(12)连接，轴杆(14)中部设有中心支架(15)和弹簧压盘(30)，弹簧压盘(30)位于中心支架(15)下方，中心支架(15)上面设有第二缓冲护套(11)，弹簧压盘(30)下方的轴杆(14)上面设有三条角棱(34)，角棱(34)的横截面为等腰三角形，弹簧压盘(30)下方的轴杆(14)及其角棱(34)部分地插在套筒(1)内；外壳尾部(20)的一侧设有入光耦合器(21)和出光耦合器(22)，外壳(35)腔内设有一根光纤其分别穿过底座过孔(33)、第一缓冲护套(6)、第二缓冲护套(11)和第三缓冲护套(17)之后构成β形，所述β形光纤分成第一缓冲段(29)、第二缓冲段(2)、第一微弯段(7)、第二微弯段(10)、第三微弯段(16)和第三缓冲段(19)，β形光纤的一端通过入光耦合器(21)和光纤转接头(23)与入射光纤(25)连接，β形光纤的另一端通过出光耦合器(22)和光纤转接头(23)与出射光纤(26)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种分段微弯式光纤压力传感器，包括套筒(1)、第二缓冲段(2)、弧形边(3)、第一横支架(4)、外壳台阶(5)、第一缓冲护套(6)、第一微弯段(7)、软质橡胶壳(8)、圆盘台阶(9)、第二微弯段(10)、第二缓冲护套(11)、感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)、中心支架(15)、第三微弯段(16)、第三缓冲护套(17)、第二横支架(18)、第三缓冲段(19)、外壳尾部(20)、入光耦合器(21)、出光耦合器(22)、光纤转接头(23)、光纤护套(24)、入射光纤(25)、出射光纤(26)、光纤接缝(27)、垂直支架(28)、第一缓冲段(29)、弹簧压盘(30)、弹簧(31)、弹簧座(32)、底座过孔(33)、角棱(34)和外壳(35)；外壳(35)、外壳尾部(20)、套筒(1)、第一横支架(4)、第二横支架(18)、垂直支架(28)和弹簧座(32)构成固定支架，感压盘(12)、轴杆座(13)、轴杆(14)和中心支架(15)构成活动支架，第一微弯段(7)、第二微弯段(10)和第三微弯段(16)构成传感机构，第一缓冲护套(6)、第二缓冲护套(11)和第三缓冲护套(17)构成缓冲机构；其特征在于：外壳(35)一侧设有外壳尾部(20)，外壳(35)顶部边沿的内侧设有外壳台阶(5)，外壳(35)两侧的腰部位置设有第一横支架(4)和第二横支架(18)，第一横支架(4)上面设有第一缓冲护套(6)，第二横支架(18)上面设有第三缓冲护套(17)，外壳(35)底部的中心位置设有弹簧座(32)，弹簧座(32)腰部设有底座过孔(33)，弹簧座(32)上方设有套筒(1)，套筒(1)外部设有弹簧(31)，外壳(...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋金城，
申请(专利权)人：盐城工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32
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