基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法，光源的输出光经第一光纤耦合器进入第一光纤谐振腔，光在第一光纤谐振腔中传输、并发生谐振；在第一光纤谐振腔中传输的光经第二光纤耦合器进入第二光纤谐振腔，光在第二光纤谐振腔中传输、并发生谐振，在第二光纤谐振腔中传输的光经第二光纤耦合器进入第一光纤谐振腔，光在第一光纤谐振腔与第二光纤谐振腔间相互耦合、并产生感应透明效应；产生感应透明效应后，光由第一光纤耦合器输出后进入光谱仪；光谱仪将光谱转化为光谱电压信号、并将光谱电压信号送入处理系统，处理系统进行电压信号采集、信息捕获，并最终输出传感器输出信号。并最终输出传感器输出信号。并最终输出传感器输出信号。

【技术实现步骤摘要】
基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于光学传感
，具体地，涉及基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]压力传感器是能感受压力，并能按照一定的规律将压力转换成可用的电信号的器件或装置。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及航空航天、铁路交通、水利水电、智能建筑、生产自控、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
[0003]传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种器件尺寸大、重量大，不能提供电学输出。目前应用比较广泛的压力传感器是压阻式压力传感器，它由基体材料、金属电阻应变片或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成，金属电阻应变片是压阻式压力传感器的主要组成部分之一，金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上，其应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但如果电阻太小，则应变片的发热使本身的阻值变化太大，导致调零电路过于复杂，而电阻太大，则阻抗过高，抗外界电磁干扰能力差。
[0004]但是现有的压力传感器具有尺寸大、重量大、易老化、扰动大、易受电磁干扰、抗腐蚀性能差、灵敏度低等缺点；
[0005]例如现有的远传压力传感器，可用于尿苷生产的酒精蒸馏工段，安装与酒精蒸馏釜夹套蒸汽进管路上；能够通过联锁蒸汽进调节阀控制蒸馏，以反应釜夹套压力；并且当超压切断蒸汽进切断阀，能够对蒸馏工段起到保护作用；但是普遍有不坚固、不安全、不耐压等缺点，并且在搬运和使用过程中，都需要小心轻放，不得撞击、敲打以免玻璃管破碎。
[0006]与传统的机械结构型的器件为主的压力传感器相比，光纤器件具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、光学特性设计灵活多样、稳定性好等优点，目前光纤在传感领域的应用越来越广泛；光纤传感器的巨大优势也逐渐凸显，例如精度高、抗电磁干扰、对被测环境影响小、响应速度快等，而且光纤传感器适合在恶劣环境中工作，在生物、化学及多种工程工业领域，可用于强电磁辐射、强核辐射、强腐蚀性的复杂环境，特别是光纤传感器具有智能化程度高的优势，能够极大地满足现代社会及各行业发展的需求。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，基于光纤感应透明效应，本专利技术提出了基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法，克服了目前压力传感器重量大、易老化、易受电磁干扰、抗腐蚀性能差、稳定性差、灵敏度低的缺陷。
[0008]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置：
[0010]所述压力测试装置包括：光源1、第一光纤耦合器2、第一光纤线圈3、第二光纤耦合器4、第二光纤线圈5、压力感受器6、光谱仪7和处理系统8组成；
[0011]所述光源1的光输出端连接第一光纤耦合器2的第一光输入端，
[0012]第一光纤线圈3分别连接第一光纤耦合器2的第二光输入端和第二光输出端以及第二光纤耦合器4的第一光输入端和第一光输出端，
[0013]第一光纤线圈3的一部分光纤在压力感受器6的内部，
[0014]第二光纤线圈5连接第二光纤耦合器4的第二光输入端和第二光输出端，
[0015]第二光纤线圈5的一部分光纤在压力感受器6的内部，
[0016]第一光纤耦合器2的第一光输出端连接光谱仪7的光输入端，光谱仪7的电输出端连接处理系统8的电输入端，处理系统8的电输出端输出传感器输出信号。
[0017]进一步地，所述的压力感受器6包括活动部6
‑
1和固定部6
‑
2；
[0018]所述的固定部6
‑
2固定不动的；所述的活动部6
‑
1，在垂直于活动部6
‑
1上表面、指向固定部6
‑
2的被测压力F的作用下，会改变活动部6
‑
1与固定部6
‑
2间的距离L，距离L变化的大小与被测压力F的大小成正比，被测压力F越大，距离L越小；
[0019]所述被测压力F的方向为：垂直于活动部6
‑
1上表面、指向固定部6
‑
2；
[0020]所述的压力感受器6会使放置在活动部6
‑
1与固定部6
‑
2之间的光纤产生弯曲、但不会改变光纤的长度，活动部6
‑
1与固定部6
‑
2间的距离L越小，光纤的弯曲程度越大，但光纤的长度不变。
[0021]进一步地，所述的第一光纤线圈3和第二光纤线圈5均是光纤绕制的空心线圈，且每圈光纤均有一部分光纤放置在压力感受器6的活动部6
‑
1与固定部6
‑
2之间。
[0022]进一步地，所述的第一光纤耦合器2、第一光纤线圈3、第二光纤耦合器4构成第一光纤谐振腔；
[0023]所述的第二光纤耦合器4、第二光纤线圈5构成第二光纤谐振腔；
[0024]所述的第二光纤谐振腔的腔长远大于第一光纤谐振腔的腔长，第二光纤谐振腔的腔长是第一光纤谐振腔的腔长的n倍，n为大于10的正整数；
[0025]所述的第一光纤谐振腔，光在第一光纤谐振腔中传输一周的透射率不小于0.7；所述的第二光纤谐振腔，光在第二光纤谐振腔中传输一周的透射率不小于0.7；
[0026]所述的光源1的输出光的功率是恒定的，且光的线宽是第一光纤谐振腔的自由光谱范围的n倍；
[0027]所述的第一光纤耦合器2为2
×
2光纤耦合器，其耦合比为82:18；
[0028]所述的第二光纤耦合器4为2
×
2光纤耦合器，其耦合比为94:6。
[0029]进一步地，所述处理系统8包括采样电路8
‑
1和捕获电路8
‑
2；
[0030]所述采样电路8
‑
1的电输入端为处理系统8的电输入端，捕获电路8
‑
2的电输出端为处理系统8的电输出端；
[0031]光谱仪7的电输出端连接采样电路8
‑
1的电输入端，采样电路8
‑
1的电输出端连接捕获电路8
‑
2的电输入端，捕获电路8
‑
2的电输出端输出传感器输出信号。
[0032]一种基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置的控制方法
[0033]所述控制方法具体包括以下步骤：
[0034]步骤1，光源1的输出光经第一光纤耦合器2进入第一光纤谐振腔，光在第一光纤谐振腔中传输、并发生谐振；
[0035]步骤2，在第一光纤谐振腔中传输的光经第二光纤耦合器4进入第二光纤谐振腔，光在第二光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置，其特征在于：所述压力测试装置包括：光源(1)、第一光纤耦合器(2)、第一光纤线圈(3)、第二光纤耦合器(4)、第二光纤线圈(5)、压力感受器(6)、光谱仪(7)和处理系统(8)组成；所述光源(1)的光输出端连接第一光纤耦合器(2)的第一光输入端，第一光纤线圈(3)分别连接第一光纤耦合器(2)的第二光输入端和第二光输出端以及第二光纤耦合器(4)的第一光输入端和第一光输出端，第一光纤线圈(3)的一部分光纤在压力感受器(6)的内部，第二光纤线圈(5)连接第二光纤耦合器(4)的第二光输入端和第二光输出端，第二光纤线圈(5)的一部分光纤在压力感受器(6)的内部，第一光纤耦合器(2)的第一光输出端连接光谱仪(7)的光输入端，光谱仪(7)的电输出端连接处理系统(8)的电输入端，处理系统(8)的电输出端输出传感器输出信号。2.根据权利要求1所述压力测试装置，其特征在于：所述的压力感受器(6)包括活动部(6
‑
1)和固定部(6
‑
2)；所述的固定部(6
‑
2)固定不动的；所述的活动部(6
‑
1)，在垂直于活动部(6
‑
1)上表面、指向固定部(6
‑
2)的被测压力F的作用下，会改变活动部(6
‑
1)与固定部(6
‑
2)间的距离L，距离L变化的大小与被测压力F的大小成正比，被测压力F越大，距离L越小；所述被测压力F的方向为：垂直于活动部(6
‑
1)上表面、指向固定部(6
‑
2)；所述的压力感受器(6)会使放置在活动部(6
‑
1)与固定部(6
‑
2)之间的光纤产生弯曲、但不会改变光纤的长度，活动部(6
‑
1)与固定部(6
‑
2)间的距离L越小，光纤的弯曲程度越大，但光纤的长度不变。3.根据权利要求2所述压力测试装置，其特征在于：所述的第一光纤线圈(3)和第二光纤线圈(5)均是光纤绕制的空心线圈，且每圈光纤均有一部分光纤放置在压力感受器(6)的活动部(6
‑
1)与固定部(6
‑
2)之间。4.根据权利要求3所述压力测试装置，其特征在于：所述的第一光纤耦合器(2)、第一光纤线圈(3)、第二光纤耦合器(4)构成第一光纤谐振腔；所述的第二光纤耦合器(4)、第二光纤线圈(5)构成第二光纤谐振腔；所述的第二光纤谐振腔的腔长远大于第一光纤谐振腔的腔长，第二光纤谐振腔的腔长是第一光纤谐振腔的腔长的n倍，n为大于10的正整数；所述的第一光纤谐振腔，光在第一光纤谐振腔中传输一周的透射率不小于0.7；所述的第二光纤谐振腔，光在第二光纤谐振腔中传输一周的透射率不小于0.7；所述的光源(1)的输出光的功率是恒定的，且光的线宽是第一光纤谐振腔的自由光谱范围的n倍；所述的第一光纤耦合器(2)为2
×
2光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹昕，梁国斌，邵文杰，王伟，钱徐磊，
申请(专利权)人：江苏香地化学有限公司，
类型：发明
国别省市：