一种耐高压的光纤法珀传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，包括呈圆筒状的防护管体和沿长度方向设置在所述防护管体内的光纤法珀传感组件，所述防护管体的两端封闭地设置有端盖组件，所述光纤法珀传感组件包括沿轴向穿过其中一个端盖组件的传感光纤和安装在另一个端盖组件内端的尾纤，所述传感光纤和尾纤相对的一端同轴套设有套管，且二者之间形成法珀腔结构。本发明专利技术具有承压能力强，不易损坏，有利于延长使用寿命等优点。长使用寿命等优点。长使用寿命等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高压的光纤法珀传感器


[0001]本专利技术涉及光纤传感
，特别的涉及一种耐高压的光纤法珀传感器。

技术介绍

[0002]光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一，具有体积小、结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、远距离传输等优点，可以用来检测多种物理量，比如应变、温度、压力、声场、电场、振动、加速度等。光纤珐珀传感器就是其中的一员，它广泛应用在桥梁、天平结构、石油管道等大型工程结构的实时健康检测中。光纤珐珀应变传感器通常是将光纤和珐珀腔封装在易形变的应变片上，使用时，将应变片安装在待测结构上，待测结构变形引起应变片的形变，最终得到测量结果。
[0003]在使用时，光纤珐珀应变传感器往往会应用在高温高压环境下，压力达到17.5MPa，现有的光纤法珀应变传感器往往无法承受外界压力，造成传感器的损坏，无法实现检测目的。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种承压能力强，不易损坏，有利于延长使用寿命的光纤法珀传感器。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，包括呈圆筒状的防护管体和沿长度方向设置在所述防护管体内的光纤法珀传感组件，所述防护管体的两端封闭地设置有端盖组件，所述光纤法珀传感组件包括沿轴向穿过其中一个端盖组件的传感光纤和安装在另一个端盖组件内端的尾纤，所述传感光纤和尾纤相对的一端同轴套设有套管，且二者之间形成法珀腔结构。
[0006]使用时，将防护管体的两端分别固定在待测物体的表面上，一旦待测物体的表面发生形变，就会改变防护管体的长度，进而让传感光纤和尾纤之间的法珀腔长度发生变化，实现对应变的测量。由于防护管体呈圆柱状，在流体内测量时，流体施加在防护管体表面的压力沿防护管体的径向作用在防护管体上，由于相同的压力沿周向均布，相互之间形成平衡，从而可以避免防护管体在径向上发生形变而损坏，承压能力强，有利于对内部的光纤法珀传感组件形成保护，避免损坏，延长了传感器的使用寿命。
[0007]进一步的，所述防护管体采用金属毛细管制成。
[0008]进一步的，所述防护管体的表面具有沿周向设置的弱化槽，所述弱化槽呈螺旋状或呈圆环状，所述弱化槽的最大深度小于所述防护管体的最小厚度。
[0009]这样，既可以保证防护管体表面承受的压力在周向上相互平衡，又能够降低防护管体在轴向上的强度，从而让待测物体表面的形变能够更可靠地传递到防护管体上，进而保证传感精度。
[0010]进一步的，所述弱化槽采用激光、电火花或腐蚀加工制成。
[0011]进一步的，所述防护管体的外径为2mm～5mm，且壁厚为0.1～0.2mm。
[0012]进一步的，所述端盖组件包括长条状的底座和呈圆柱状的端盖，所述端盖沿所述底座的宽度方向连接在所述底座上，所述端盖的一端具有用于封堵所述防护管体的圆形槽或凸台。
[0013]进一步的，所述底座的底部与所述端盖的轴心距离大于所述防护管体的半径。
[0014]这样，通过底座将防护管体固定在待测物体表面的时候，能够保证防护管体与物体表面之间具有间隙，让流体能够充分包围防护管体，避免作用在防护管体上的压力不平衡而造成防护管体受压损坏。
[0015]进一步的，两个所述端盖组件之间连接有呈矩形片状的应变片，所述应变片包括沿长度方向依次间隔设置的尾纤基板、珐珀腔基板和传感光纤基板，所述尾纤基板和珐珀腔基板之间、珐珀腔基板和传感光纤基板之间均连接有呈环状的弹性形变环，所述弹性形变环包括两个沿所述应变片的宽度方向对称设置的弧形半环；所述传感光纤、尾纤和套管分别固定在所述传感光纤基板、尾纤基板和珐珀腔基板上。
[0016]进一步的，所述应变片上具有沿所述防护管体的轴向延伸设置的光纤槽，所述传感光纤、尾纤和套管分别固定在所述传感光纤基板、尾纤基板和珐珀腔基板的光纤槽内。
[0017]进一步的，所述尾纤基板、珐珀腔基板和传感光纤基板上均具有与所述光纤槽相连通的滴胶槽，所述尾纤、套管和传感光纤通过粘胶固定在对应的光纤槽内；所述套管的两端填充有硅胶。
[0018]综上所述，本专利技术具有承压能力强，不易损坏，有利于延长使用寿命等优点。
附图说明
[0019]图1为本实施例的整体结构示意图。
[0020]图2为端盖组件的结构示意图。
[0021]图3为防护管体的结构示意图。
[0022]图4和图5为应变片的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0024]具体实施时：如图1～图5所示，一种耐高压的光纤法珀传感器，包括呈圆筒状的防护管体1和沿长度方向设置在所述防护管体1内的光纤法珀传感组件2，所述防护管体1的两端封闭地设置有端盖组件3，两个所述端盖组件3之间连接有呈矩形片状的应变片4。
[0025]使用时，将防护管体的两端分别固定在待测物体的表面上，一旦待测物体的表面发生形变，就会改变防护管体的长度，进而让传感光纤和尾纤之间的法珀腔长度发生变化，实现对应变的测量。由于防护管体呈圆柱状，在流体内测量时，流体施加在防护管体表面的压力沿防护管体的径向作用在防护管体上，由于相同的压力沿周向均布，相互之间形成平衡，从而可以避免防护管体在径向上发生形变而损坏，承压能力强，有利于对内部的光纤法珀传感组件形成保护，避免损坏，延长了传感器的使用寿命。
[0026]所述光纤法珀传感组件2包括同轴设置的传感光纤21、尾纤22和套管23，所述传感光纤21和尾纤22相对的一端伸入所述套管23内形成法珀腔结构，所述传感光纤21穿过其中
一个端盖组件3，尾纤22设置在另一个端盖组件3的内端，所述套管23的两端填充有密封硅胶。密封硅胶用于保证传感光纤21和尾纤22之间的法珀腔的原始腔长，检测时，传感光纤21和尾纤22在外力作用下相对移动，改变法珀腔的腔长，使得传感光纤21内的光信号发生改变，从而可以测量出应变大小。一旦外界的形变消除后，密封硅胶还能够使二者之间的法珀腔恢复到原始腔长。
[0027]如图4所示，所述应变片4包括沿长度方向依次间隔设置的尾纤基板41、珐珀腔基板42和传感光纤基板43，所述尾纤基板41和珐珀腔基板42之间、珐珀腔基板42和传感光纤基板43之间均连接有呈环状的弹性形变环44，所述弹性形变环44包括两个沿所述应变片4的宽度方向对称设置的弧形半环；所述应变片4上具有沿所述防护管体1的轴向延伸设置的光纤槽，所述传感光纤21、尾纤22和套管23分别固定在所述传感光纤基板43、尾纤基板41和珐珀腔基板42的光纤槽内。
[0028]具体的，所述尾纤基板41、珐珀腔基板42和传感光纤基板43上均具有与所述光纤槽相连通的滴胶槽，所述尾纤、套管和传感光纤通过粘胶固定在对应的光纤槽内。
[0029]这样，尾纤和传感光纤分别通过粘胶固定在尾纤基板和传感光纤基板上，套管固定在珐珀腔基板42上，尾纤和传感光纤的相对端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，包括呈圆筒状的防护管体（1）和沿长度方向设置在所述防护管体（1）内的光纤法珀传感组件（2），所述防护管体（1）的两端封闭地设置有端盖组件（3），所述光纤法珀传感组件（2）包括沿轴向穿过其中一个端盖组件（3）的传感光纤（21）和安装在另一个端盖组件（3）内端的尾纤（22），所述传感光纤（21）和尾纤（22）相对的一端同轴套设有套管（23），且二者之间形成法珀腔结构。2.如权利要求1所述的耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，所述防护管体（1）采用金属毛细管制成。3.如权利要求1或2所述的耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，所述防护管体（1）的表面具有沿周向设置的弱化槽，所述弱化槽呈螺旋状或呈圆环状，所述弱化槽的最大深度小于所述防护管体（1）的最小厚度。4.如权利要求3所述的耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，所述弱化槽采用激光、电火花或腐蚀加工制成。5.如权利要求1所述的耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，所述防护管体（1）的外径为2mm～5mm，且壁厚为0.1～0.2mm。6.如权利要求1所述的耐高压的光纤法珀传感器，其特征在于，所述端盖组件（3）包括长条状的底座（31）和呈圆柱状的端盖（32），所述端盖（32）沿所述底座（31）的宽度方向连接在所述底座（31）上，所述端盖（32）的一端具有用于封堵所述防护管体（1）的圆形槽或凸台。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，何峰，殷浩，
申请(专利权)人：重庆冠雁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：