光纤管道液压传感器制造技术

一种光纤管道液压传感器，其特征在于，包括：一支撑筒，该支撑筒为圆筒状结构，其下部有一圆孔，该支撑筒的内壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一内筒，该内筒安装于支撑筒内部，该内筒的开口一端有一凸缘，该凸缘的外径与支撑筒的内径相同，该内筒的外壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一第一光纤光栅，该第一光纤光栅的两端分别粘接于支撑筒内壁的两凸台上；一第二光纤光栅，该第二光纤光栅的两端分别粘接于内筒的外壁上的两凸台上，该两光纤光栅的尾纤从支撑筒下部的圆孔中引出，用于连接检测设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤传感器
，尤其涉及 一 种 光纤管道液压传感器。
技术介绍
光纤传感器与对应的常规传感器相比，在灵敏度、 动态范围、可靠性等方面具有明显的优势，在建筑、 石油、军事应用领域显得尤为突出。光纤压强器是利用光纤的传光特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应探测周围环境压强的仪器'它与传统的压强传感祖 益相比，有以下主要优势:压强灵敏度咼、不受电磁干扰、重轻、耐高温、结构小巧、可靠型口 同以及兼亘信息传感及光信息传输于—等优点。鉴于光纤压强传感器的如上技术优势，可满足各发达国家在石油军事等领域的要求， 目前已经在此方面积极展开研究。在常见的强度调制型、数字式、光纤光栅式光纤 压强传感器中，光纤光栅式光纤压强传感器是目前的 主要研究方向。傅海威等人报道了 - -种光纤光栅压力传感器，是 采用在将光纤光栅粘接在圆形膜片上进行增敏的办 法，通过圆膜片在周向上的应变来带动光纤光栅产生 应变，从而检测压强。这样制作的光纤压强传感器的 受到封装工艺的影响比较大；胶层不均匀会使光纤受 力不均匀，易产生啁啾；无法对管道的液压进行测量， 并且对于温度的变化较为敏感。因此，如何减小封装难度，可以进行管道液压的 测量，同时消除温度敏感是光纤压强传感器研究领域 必需解决的重要技术之一 。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供 一 种光纤 管道液压传感器，以减小光纤压强传感器的封装工艺 难度，可以进行管道液压的测量，并进行温度补偿。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术 一 种光纤管道液压传感器，其特征在于，包括一支撑筒，该支撑筒为圆筒状结构，其下部有一 圆孔，该支撑筒的内壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一内筒，该内筒安装于支撑筒内部，该内筒的开口 一端有 一 凸缘，该凸缘的外径与支撑筒的内径相同， 该内筒的外壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光一第 一 光纤光栅，该第 一 光纤光栅的两端分别粘 接于支撑筒内壁的两凸台上；- 一第二光纤光栅，该第二光纤光栅的两端分别粘 接于内筒的外壁上的两凸台上，该两光纤光栅的尾纤 从支撑筒下部的圆孔中引出，用于连接检测设备。其中所述的支撑筒的下部进一步可以固定有一圆 柱型接头，该圆柱型接头的中间有 一 小孔，该圆柱型 接头的小孔与支撑筒下部的圆孔连通。其中所述的内筒与支撑筒采用螺纹连接或粘接。其中所述内筒的上部内壁有螺纹，用于和待测液 体管道连接。其中所述的内筒与支撑筒的材料的热膨胀系数相同 o 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益 效果1 、工艺简单。通过将光纤光栅粘接于凸台进行 压强检测和温度补偿减小了工艺难度，使得工艺 一 致 性易于保证。2 、可靠性高，重复性好。用于检测压强的光纤 光栅5粘接于内筒2上的凸台6和7上，避免了对光 纤光栅的直接粘接，消除了啁啾效应。3 、方便管道液压测量。可以通过标准螺纹1 3 直接安装于待测液体管道，使用方便。4 、消除了外界温度变化的影响。通过温度补偿 光纤光栅9进行了温度补偿，使传感器因外界温度变 化引起的偏差被剔除掉。附图说明为进 一 步说明本专利技术的具体
技术实现思路
，以下结合 实施例及附图详细说明如后，其中图1为本专利技术提供的光纤管道液压传感器的结构 剖面示意图。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明 白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进 一步详细说明。如图1所示，图1为本专利技术'提供的光纤管道液压 传感器的结构剖面示意图。该光纤管道液压传感器包 括一支撑筒1 Q ，该支撑筒1 Q为圆筒状结构，其下部有 一 圆孔l 1 ，该支撑筒1 Q的内壁沿轴向粘接 有两凸台l 2、1 3，用于安装光纤光栅3 0;一内筒2 Q ，该内筒2 0安装于支撑筒1 0内部， 该内筒2 0的开口 一端有 一 凸缘2 1 ，该凸缘2 1的外径与支撑筒1 Q的内径相同，该内筒2 Q的外壁沿 轴向粘接有两凸台2 2、2 3，用于安装光纤光栅40 ;一第 一 光纤光栅3 Q ，该第 一 光纤光栅3 Q的两端分别粘接于支撑筒1 Q内壁的两凸台1 2禾卩1 3 上，光纤光栅3 0位于凸台1 2禾n 1 3的中央，光纤 光栅3 0用于进行温度补偿；--第二光纤光40 ，该鬼光纤光栅40的两丄山 / V 顺分别粘接于内筒20的外壁上的两凸台2 2禾n 2 3上，光纤光栅40位于凸台22和23的中央，光纤4 0感受内筒20在液压作用下的应变；该两光纤光栅3 Q 、4 Q的尾纤从支撑筒1 Q下部的圆孑L 1 1中引出，用于连接检测设备。支撑简1 0的下部进 一 步可以固定有 一 圆柱型接头5 Q ，该圆柱型接头5 0的中间有 一 小孑L 5 1 ，该 圆柱型接头5 0的小孔5 1与支撑筒1 0下部的圆孔 1 1连通，用于引出光纤光栅3 Q 、4 0的尾纤。所述的内筒2 Q与支撑筒1 Q采用螺纹连接或粘 接，使之成为 一 个整体。所述内筒2 0的上部内壁有螺纹2 4 ，用于和待 测液体管道连接。为了使内筒2 Q在感受液压时产生尽量均匀的应 变，内筒2 0的侧壁厚度 一 般远小于凸缘2 1的厚度 和其底端的厚度，其侧壁为敏感元件。当外界有压强作用于传感器上时，内筒2 0发生 形变而伸长，凸台2 2与凸台2 3之间的距离发生改 变，带动粘接在其上的光纤光栅4 Q产生拉应变，从 而引起光栅反射波长的变化。对于光纤光栅，其反射 波长的变化量与所受应变成正比，故通过检测波长的 变化量可以得到外界压强的大小。内筒2 Q与支撑筒1 Q采用热膨胀系数相同的材 料制作，当外界的温度发生变化时，由于温度变化引 起的光纤光栅反射波长的变化对于传感光纤光栅4 0和温度补偿光纤光栅3 0是相同的，故可以通过相减 消除温度变化的影响。同时，可以通过调节内筒2 0的厚度、半径等几 何参数或者弹性模量等材料参数等来调节光纤管道液 压传感器的灵敏度。并且，可以将该光纤管道液压传感器的光纤光栅3 0和光乡千光栅4 0的尾纤分别与另——■光纟千管道液压传感器的传感光纤光相fr和温度补偿光纤光栅串联起来，进行多点、测量。以上所述的具体实施例，对本专利技术的巨的、技术方案和有—、■ /— JUL效果进行了进一步详细说明所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的胃体实施例而已并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求1、一种光纤管道液压传感器，其特征在于，包括一支撑筒，该支撑筒为圆筒状结构，其下部有一圆孔，该支撑筒的内壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一内筒，该内筒安装于支撑筒内部，该内筒的开口一端有一凸缘，该凸缘的外径与支撑筒的内径相同，该内筒的外壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一第一光纤光栅，该第一光纤光栅的两端分别粘接于支撑筒内壁的两凸台上；一第二光纤光栅，该第二光纤光栅的两端分别粘接于内筒的外壁上的两凸台上，该两光纤光栅的尾纤从支撑筒下部的圆孔中引出，用于连接检测设备。2 、根据权利要求1所述的光纤管道液压传感器， 其特征在于，其中所述的支撑筒的下部进 一 步可以固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤管道液压传感器，其特征在于，包括：一支撑筒，该支撑筒为圆筒状结构，其下部有一圆孔，该支撑筒的内壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一内筒，该内筒安装于支撑筒内部，该内筒的开口一端有一凸缘，该凸缘的外径与支撑筒的内径相同，该内筒的外壁沿轴向粘接有两凸台，用于安装光纤光栅；一第一光纤光栅，该第一光纤光栅的两端分别粘接于支撑筒内壁的两凸台上；一第二光纤光栅，该第二光纤光栅的两端分别粘接于内筒的外壁上的两凸台上，该两光纤光栅的尾纤从支撑筒下部的圆孔中引出，用于连接检测设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文涛，李芳，刘育梁，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]