一种基于压力测量的光纤液位传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于压力测量的光纤液位传感器，包括：顶面设置顶部开口、侧壁等距开设M个窗口、底面密封的方形丙烯酸管；所述方形丙烯酸管中安装M个串接的光纤光栅压力传感器，且M个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管上的M个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜、方形铝垫片、圆形挡环以及预置在应力感应隔膜中的光纤光栅组成；所述方形铝垫片的中心设置中心圆腔；所述圆形挡环的中心设置贯通的中心圆孔；所述方形铝垫片与圆形挡环通过螺栓或螺钉连接，并将位于方形铝垫片、圆形挡环之间的应力感应隔膜夹持固定，同时光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片或圆形挡环安装于窗口，且应力感应隔膜从窗口外露。本发明专利技术提供的基于压力测量的光纤液位传感器，抗电磁干扰能力强、可靠性高。

An optical fiber liquid level sensor based on pressure measurement and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力测量的光纤液位传感器及其制备方法
本专利技术属于光纤液位传感器
，具体涉及一种基于压力测量的光纤液位传感器及其制备方法。
技术介绍
目前，国内的飞机在燃油油量测量中，大多采用电容式油量传感器和浮子电阻式油量传感器。电容式油量传感器：电容式油量传感器是利用空气与被测液体的介电常数不同，将液位变化转变为电容变化来测量液位高度的原理。但电容信号易受干扰、需要进行单独的温度补偿、在燃油中沉积的水会造成传感器短路，造成虚警。浮子电阻式油量传感器：浮子电阻式油量传感器则是采用一个足够大的浮子，由杠杆机构连接至一个恒转矩或摆锤上，通过浮子随液位的升降带动齿轮机构的转动，从而带动电刷滑动，输出不同的电阻值，达到对液位的测量。这种测量原理的传感器的缺点是体积和重量较大，测量精度低，可靠性差等。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足之处，提供一种基于压力测量的光纤液位传感器及其制备方法，制备的光纤液位传感器抗电磁干扰能力强、可靠性高。本专利技术主要通过以下技术方案实现：一种基于压力测量的光纤液位传感器，包括：顶面设置顶部开口、侧壁等距开设M个窗口、底面密封的方形丙烯酸管；所述方形丙烯酸管中安装M个串接的光纤光栅压力传感器，且M个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管上的M个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜、方形铝垫片、圆形挡环以及预置在应力感应隔膜中的光纤光栅组成；所述方形铝垫片的中心设置中心圆腔；所述圆形挡环的中心设置贯通的中心圆孔；所述方形铝垫片与圆形挡环通过螺栓或螺钉连接，并将位于方形铝垫片、圆形挡环之间的应力感应隔膜夹持固定，同时光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片或圆形挡环安装于窗口，且应力感应隔膜从窗口外露。进一步地，为了更好的实现本专利技术，每个窗口的中心与对应的光纤光栅压力传感器中的应力感应隔膜的中心位置对齐。进一步地，为了更好的实现本专利技术，每个光纤光栅压力传感器中应力感应隔膜、方形铝垫片、圆形挡环的中心位置对齐。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：连接方式一：所述方形铝垫片通过短螺栓固定在窗口处；连接方式二：所述方形铝垫片恰好卡接在方形的窗口上；连接方式三：所述方形铝垫片与方形丙烯酸管粘接；连接方式四：所述方形铝垫片同时嵌入设置在窗口左侧、下侧、右侧的承托件中。采用连接方式一：所述方形铝垫片通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管在窗口周围设置A螺纹通孔且圆形挡环上设置A螺纹盲孔，短螺栓同时连接A螺纹通孔、A螺纹盲孔。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述光纤光栅压力传感器通过圆形挡环安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：连接方式a：所述圆形挡环通过短螺栓固定在窗口处；连接方式b：所述圆形挡环恰好卡接在圆形的窗口上；连接方式c：所述圆形挡环与方形丙烯酸管粘接。采用连接方式a：所述圆形挡环通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管在窗口周围设置B螺纹通孔且圆形挡环上设置B螺纹盲孔，短螺栓同时连接B螺纹通孔、B螺纹盲孔。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述圆形挡环上设置多个第一螺纹通孔，所述方形铝垫片上设置多个与第一螺纹通孔位置对应的第一螺纹盲孔，螺栓同时与第一螺纹通孔、第一螺纹盲孔螺纹连接后将圆形挡环、方形铝垫片连接成一体。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述应力感应隔膜与方形铝垫片之间、应力感应隔膜与圆形挡环之间设置密封用的硅酮密封胶层。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述光纤光栅压力传感器与窗口之间设置密封用的硅酮密封胶层。本专利技术还提供了一种基于压力测量的光纤液位传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤S100：制备光纤光栅；步骤S200：制备应力感应隔膜，同时将制备好的光纤光栅嵌入应力感应隔膜中；步骤S300：制备方形铝垫片和圆形挡环；步骤S400：将制备好的应力感应隔膜固定在方形铝垫片和圆形挡环之间，在应力感应隔膜的边缘采用硅酮密封胶密封，在硅酮密封胶固化后切除多余的尺寸，形成光纤光栅压力传感器；步骤S500：串接多个光纤光栅压力传感器；步骤S600:将多个光纤光栅压力传感器串接后，安装在一个侧壁上开设多个窗口的方形丙烯酸管上，一个光纤光栅压力传感器对应放置在一个窗口中，且每个传感器与安装窗口之间采用硅酮密封剂进行密封；待传感器与安装窗口之间的硅酮密封剂完全固化后，完成光纤液位传感器的制作。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的基于压力测量的光纤液位传感器相比于电容式液位传感器，抗电磁干扰能力提高、测量精度高。(2)本专利技术的基于压力测量的光纤液位传感器相比于浮子式液位传感器，可靠性高、测量精度高、重量轻、结构简单。(3)本专利技术的基于压力测量的光纤液位传感器可以在苛刻极端的环境中使用。附图说明图1是本专利技术中基于压力测量的光纤液位传感器的一种结构示意图。图2是本专利技术中基于压力测量的光纤液位传感器的一种结构示意图。图3是本专利技术中基于压力测量的光纤液位传感器的一种结构示意图。图4是本专利技术中方形丙烯酸管的一种结构示意图。图5是本专利技术中方形丙烯酸管的一种结构示意图。图6是本专利技术中方形丙烯酸管的一种结构示意图。图7是光纤光栅压力传感器的结构示意图。图8是图7中方形铝垫片、圆形挡环、方形丙烯酸管三者拆开的结构示意图。其中：1、光纤光栅；2、应力感应隔膜；3、方形铝垫片；4、圆形挡环；5、方形丙烯酸管；501、顶部开口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案、优点更加清楚，下面将结合附图对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例提供了一种基于压力测量的光纤液位传感器，是一种能在军用/民用飞机上测量燃油油量的基于压力测量的光纤液位传感器，具有精度高、电气隔离、抗电磁干扰、耐腐蚀等一系列优点。具体地：如图1-图8所示，一种基于压力测量的光纤液位传感器，包括：顶面设置顶部开口501、侧壁等距开设5个窗口、底面密封的方形丙烯酸管5；所述方形丙烯酸管5中安装5个串接的光纤光栅压力传感器，且5个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管5上的5个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜2、方形铝垫片3、圆形挡环4以及预置在应力感应隔膜2中的光纤光栅1组成；所述方形铝垫片3的中心设置中心圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，包括：顶面设置顶部开口（501）、侧壁等距开设M个窗口、底面密封的方形丙烯酸管（5）；所述方形丙烯酸管（5）中安装M个串接的光纤光栅压力传感器，且M个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管（5）上的M个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）以及预置在应力感应隔膜（2）中的光纤光栅（1）组成；所述方形铝垫片（3）的中心设置中心圆腔；所述圆形挡环（4）的中心设置贯通的中心圆孔；所述方形铝垫片（3）与圆形挡环（4）通过螺栓或螺钉连接，并将位于方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）之间的应力感应隔膜（2）夹持固定，同时光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片（3）或圆形挡环（4）安装于窗口，且应力感应隔膜（2）从窗口外露；每个窗口的中心与对应的光纤光栅压力传感器中的应力感应隔膜（2）的中心位置对齐；每个光纤光栅压力传感器中应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）的中心位置对齐。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，包括：顶面设置顶部开口（501）、侧壁等距开设M个窗口、底面密封的方形丙烯酸管（5）；所述方形丙烯酸管（5）中安装M个串接的光纤光栅压力传感器，且M个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管（5）上的M个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）以及预置在应力感应隔膜（2）中的光纤光栅（1）组成；所述方形铝垫片（3）的中心设置中心圆腔；所述圆形挡环（4）的中心设置贯通的中心圆孔；所述方形铝垫片（3）与圆形挡环（4）通过螺栓或螺钉连接，并将位于方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）之间的应力感应隔膜（2）夹持固定，同时光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片（3）或圆形挡环（4）安装于窗口，且应力感应隔膜（2）从窗口外露；每个窗口的中心与对应的光纤光栅压力传感器中的应力感应隔膜（2）的中心位置对齐；每个光纤光栅压力传感器中应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）的中心位置对齐。


2.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片（3）安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：
连接方式一：所述方形铝垫片（3）通过短螺栓固定在窗口处；
连接方式二：所述方形铝垫片（3）恰好卡接在方形的窗口上；
连接方式三：所述方形铝垫片（3）与方形丙烯酸管（5）粘接；
连接方式四：所述方形铝垫片（3）同时嵌入设置在窗口左侧、下侧、右侧的承托件中。


3.根据权利要求4所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，采用连接方式一：所述方形铝垫片（3）通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管（5）在窗口周围设置A螺纹通孔且圆形挡环（4）上设置A螺纹盲孔，短螺栓同时连接A螺纹通孔、A螺纹盲孔。


4.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述光纤光栅压力传感器通过圆形挡环（4）安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：
连接方式a：所述圆形挡环（4）通过短螺栓固定在窗口处；
连接方式b：所述圆形挡环（4）恰好卡接在圆形的窗口上；
连接方式c：所述圆形挡环（4）与方形丙烯酸管（5）粘接。


5.根据权利要求6所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，采用连接方式a：所述圆形挡环（4）通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管（5）在窗口周围设置B螺纹通孔且圆形挡环（4）上设置B螺纹盲孔，短螺栓同时连接B螺纹通孔、B螺纹盲孔。


6.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述圆形挡环（4）上设置多个第一螺纹通孔，所述方形铝垫片（3）上设置多个与第一螺纹通孔位置对应的第一螺纹盲孔，螺栓或螺钉同时与第一螺纹通孔、第一螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：何双亮，孙忠湖，马晓强，
申请(专利权)人：四川泛华航空仪表电器有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51