双光纤光栅膜片式压力传感器及其低压标定系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双光纤光栅膜片式压力传感器及其低压标定系统与方法。所述双光纤光栅膜片式压力传感器包括带有敞口空腔的基座，在空腔敞口面安装双光纤光栅低压膜片，在基座位于空腔底面的一侧设有带引压孔的介质引入接头，在引压孔的空腔端设有高压膜片，在引压孔侧面设有通向空腔换流孔，并设有换压阀；所述低压标定系统包括压力信号解调模块、液位测量装置和水槽，该标定系统可以标定一个或两个或两个以上的双光纤光栅膜片式压力传感器，本发明专利技术的压力传感器以这两个光纤光栅波长差作为测量压力的传感信号，消除了温度对测量结果的影响，提高了测量分辨率；且标定方法其标定精度高，有效的解决了在超低压条件下压力传感器标定的难点。器标定的难点。器标定的难点。

【技术实现步骤摘要】
双光纤光栅膜片式压力传感器及其低压标定系统与方法


[0001]本专利技术属于光纤压力/液位测量领域，具体涉及一种高灵敏双光纤光栅膜片式压力传感器及其液位标定测试装置与方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济和技术的迅速发展，人们对输送水、石油、天然气等流体的管道以及工业设备、大型机械装备上复杂管路的安全运行提出了越来越高的要求，特别是易燃易爆气/液管道或容器内部的压力或液位高精度监测领域。传统压力传感器大多是机械式和电磁类压力传感器。机械式压力传感器多用于单点压力的测量显示，测量数据无法传输到计算机中进行分析处理；电类压力传感器通常抗电磁干扰能力较差，无法在高温、强电磁干扰等恶劣环境下长期安全可靠工作，测量信号远距离传输困难，传感器间由于无法串接，在大规模的多点压力监测系统中，需要大量的数据传输信号线。
[0003]基于上述这种高精度、分布式的压力或液位测量需求，在目前已研发的压力传感器类型中，压阻/压电式、微波谐振式等压力传感器在低压仍存在电信号传输与提取精度不高的问题，而光纤传感器由于不受电磁干扰、测量精度高、耐腐蚀等诸多优点而受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双光纤光栅膜片式压力传感器，其特征在于：所述双光纤光栅膜片式压力传感器包括基座(408)和安装在基座(408)上的测压光栅组件，所述基座(408)内设有敞口式空腔(405)，在基座(408)位于空腔(405)底面的一侧设有介质引入接头(406)，并在介质引入接头(406)内设有与空腔(405)连通的引压孔(407)，在引压孔(407)侧面设有通向空腔(405)的换流孔(411)，并在换流孔(411)上设有换压阀(410)；所述测压光栅组件包括高压膜片(409)和粘黏有两个相互串联的光纤光栅的低压膜片(402)，所述低压膜片(402)水平置于空腔(405)的腔口，并通过密封压盖(403)密封压接固定在空腔(405)内，所述低压膜片(402)上的光纤光栅两端分别引出基座(408)，分别连接有FC/APC接头(401)，所述高压膜片(409)固定在引压孔(407)的出口端，并将引压孔(407)的端口密封遮挡，在高压膜片(409)上表面设有与低压膜片(402)接触的凸块(412)。2.根据权利要求1所述的一种双光纤光栅膜片式压力传感器，其特征在于：所述基座(408)位圆锥形结构，所述空腔(405)为设置在基座(408)中部的圆柱形空腔，其腔口开设在基座(408)底面，并在腔口设有密封槽(404)和低压膜片安装槽，在密封槽(404)内放置有密封圈，所述低压膜片(402)安装在低压膜片安装槽内，并通过密封压盖(403)密封压接；所述介质引入接头(406)设置在基座(408)顶部中心位置，并在介质引入接头(406)端口设有螺纹连接口。3.根据权利要求1或2所述的一种双光纤光栅膜片式压力传感器，其特征在于：所述低压膜片(402)上的两个光纤光栅通过PI光纤连接，其中光纤光栅A固定在低压膜片(402)的中心位置，光纤光栅B通过胶黏剂沿着径向粘贴在应变与光纤光栅A应变相反的位置。4.根据权利要求2所述的一种双光纤光栅膜片式压力传感器，其特征在于：所述密封压盖(403)与基座(408)通过螺钉连接或焊接或胶粘剂的方式连接；所述基座(408)与密封压盖(403)采用不锈钢或铝合金材料；所述光纤光栅为纯二氧化硅，所述密封圈采用丁晴NBR或聚四氟乙烯材料；所述低压膜片(402)和高压膜片(409)均为圆形不锈钢或铝合金膜片，且高压膜片的厚度为1.5～2.5mm,低压膜片的厚度为0.4～0.6mm；高压膜片(409)直径小于低压膜片(402)。5.一种权利要求1至4中任意一项所述的双光纤光栅膜片式压力传感器的低压标定系统，其特征在于：所述低压标定系统包括压力信号解调模块(1)、光纤跳线(2)、液位测量装置(5)、水槽(11)和一个或两个或两个以上的双光纤光栅膜片式压力传感器(4)，一个或两个或两个以上的双光纤光栅膜片式压力传感器(4)通过FC/APC接头(401)相互串联后，通过光纤跳线(2)与压力信号解调模块(1)的信号输入端连接；所述液位测量装置(5)为带精确刻度的开放式容器，底部设有与双光纤光栅膜片式压力传感器(4)数量相匹配的螺纹接头(501)，每个螺纹接头(501)分别与对应的双光纤光栅膜片式压力传感器(4)的介质引入接头(406)连通，并在每个连通管道上设有直通阀(3)；水槽(11)通过注水管道(7)与液位测量装置(5)连通，在注水管道(7)临近水槽(11)的一端设有水泵(10)，并在水泵(10)出水端设有控制阀(8)，在注水管道(7)临近液位测量装置(5)的一端设有液位微调阀(6)。6.根据权利要求5所述的一种双光纤光栅膜片式压力传感器的低压标定系统，其特征在于：所述压力信号解调模块(1)包括PC终端(101)和光纤光栅解调仪(102)，一个或两个或两个以上的双光纤光栅膜片式压力传感器(4)通过光纤跳线(2)形成分布式多点测量及远距离连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂林，程威，
申请(专利权)人：武汉雷施尔光电信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：