光栅水压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光栅水压力传感器，属于安全监测领域。传感器包括外筒、透水座、透水石、后塞、机芯座、光栅保护管、弹性载体、光纤、铠装接头、卡环及铠装光缆，外筒一端安装着透水座，透水座中安装着透水石，外筒内部安装着机芯座，机芯座的外部套着光栅保护管，外筒另一端安装着后塞，机芯座开口端安装着膜片，弹性载体贯穿机芯座，光纤穿过弹性载体，光纤中刻有切趾双光栅，后塞中安装着铠装接头，铠装接头内安装着卡环和铠装光缆，光纤经后塞由铠装光缆伸出。本实用新型专利技术通过将双切趾光栅直接附着在光纤上并与弹性载体一体化，解决了悬空放置光栅受外力影响的问题，提高该产品的可靠性，提高了压力传感器的精度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用在安全监测领域的观测仪器，特别涉及一种光栅水压力传感器。
技术介绍
光纤光栅简称FBG，FBG传感器是20世纪90年代光纤传感领域最主要的专利技术，它是以FBG为核心器件而产生的传感器产品，而FBG是一种光纤无源器件，具有可靠性好、测量精度高、能够进行时时监测、抗电磁干扰、抗雷击等优点。因此目前在石油行业、电力行业、矿业及建筑结构安全监测等领域，主要利用光纤光栅传感器替代老式的电信号传感器。目前，市场上有两种光栅水压力传感器。产品一此种光栅水压力传感器主要是将张拉好的光纤光栅通过高频加热的方法把光栅直接固定在相对活动的结构件的两端，通过膜片的受力变化改变两相对活动件间的拉紧情况。受上述结构限制，变形直接作用在光栅上，再加上相对活动的结构件成型工艺复杂，造成了加工件的不确定性很多，使悬空的光栅非常脆弱，轻微的剪力都可以造成光栅的断裂，从而造成传感器的损坏，从而影响了产品的可靠性。产品二为了提高产品一种光栅水压力传感器的可靠性，采用膜片配合应变框的方式。此种结构的安装稳定性得到了极大的提高，但是相对精度由于结构的影响，比产品一要差很多。
技术实现思路
为了解决现有技术产品二中的光栅水压力传感器，存在的精度差的问题，本技术实施例提供了一种光栅水压力传感器，在保证传感器使用可靠性的前提下，能够大范围的提闻了传感器的精度。所述技术方案如下一种光栅水压力传感器，包括外筒、透水座、透水石、后塞、机芯座、光栅保护管、弹性载体、铠装接头、卡环、铠装光缆及光纤，所述外筒的一端安装着所述透水座，所述透水座中安装着所述透水石，所述外筒内部安装着所述机芯座，所述机芯座的外部套接着所述光栅保护管，所述外筒的另一端安装着所述后塞，所述后塞通过所述光栅保护管定位，所述机芯座中靠近所述透水座的一端为开口端、另一端为封闭端，所述机芯座开口端安装着所述膜片，所述弹性载体贯穿所述机芯座，所述弹性载体的一端与所述膜片固定连接，所述弹性载体的另一端穿过所述机芯座封闭端并与其固定连接，所述后塞中安装着所述铠装接头，所述铠装接头内安装着所述卡环和所述铠装光缆，所述铠装光缆通过所述卡环固定在所述铠装接头内，所述光纤穿过所述弹性载体并经所述后塞由所述铠装光缆伸出，所述光纤中刻有切趾双光栅，所述切趾双光栅包括温度光栅和应变光栅，所述温度光栅固定在所述弹性载体中与所述膜片相连的一端，所述应变光栅固定在所述弹性载体的另一端。具体地，所述透水座与所述外筒之间设有O型圈，所述机芯座与所述外筒之间设有O型圈，所述后塞与所述外筒之间设有O型圈。进一步地，所述光栅水压力传感器还包括橡胶套，所述橡胶套套在所述铠装光缆外部。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术中的产品二，本技术实施例通过将双切趾光栅直接附着在光纤上，并且光纤与弹性载体一体化，通过上述结构既解决了悬空放置光栅受外力影响的问题，又能够非常有效的提闻该广品的可罪性，同时还大范围提闻了压力传感器的精度。 附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本技术实施例提供的光栅水压力传感器的剖视图。图中各符号表示含义如下I透水石，2透水座，3外筒，4膜片，50型圈，6光栅保护管，7切趾双光栅，7A温度光栅，7B应变光栅，8弹性载体，9机芯座，10后塞，11卡环，12铠装接头，13橡胶套，14铠装光缆，15光纤。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。如图I所示，本技术实施例提供了一种光栅水压力传感器，包括外筒3、透水座2、透水石I、后塞10、机芯座9、光栅保护管6、弹性载体8、铠装接头12、卡环11、铠装光缆14及光纤15，所述外筒3的一端安装着所述透水座2，所述透水座2中安装着所述透水石1，所述外筒3内部安装着所述机芯座9，所述机芯座9的外部套接着所述光栅保护管6，所述外筒3的另一端安装着所述后塞10，所述后塞10通过所述光栅保护管6定位，所述机芯座9中靠近所述透水座2的一端为开口端、另一端为封闭端，所述机芯座9开口端安装着所述膜片4，所述弹性载体8贯穿所述机芯座9，所述弹性载体8的一端与所述膜片4固定连接，所述弹性载体8的另一端穿过所述机芯座9封闭端并与其固定连接，所述后塞10中安装着所述铠装接头12，所述铠装接头12内安装着所述卡环11和所述铠装光缆14，所述铠装光缆14通过所述卡环11固定在所述铠装接头12内，所述光纤15穿过所述弹性载体8并经所述后塞10由所述铠装光缆14伸出，所述光纤15中刻有切趾双光栅7，所述切趾双光栅7包括温度光栅7A和应变光栅7B，所述温度光栅7A固定在所述弹性载体8中与所述膜片4相连的一端，所述应变光栅7B固定在所述弹性载体8的另一端。本技术实施例通过将双切趾光栅直接附着在光纤15上，并且光纤15与弹性载体8—体化，通过上述结构既解决了悬空放置光栅受外力影响的问题，又能够非常有效的提闻该广品的可罪性，同时还大范围提闻了压力传感器的精度。具体地，所述透水座2与所述外筒3之间设有O型圈5，所述机芯座9与所述外筒3之间设有O型圈5，所述后塞10与所述外筒3之间设有O型圈5。进一步地，所述光栅水压力传感器还包括橡胶套13，所述橡胶套13套在所述铠装光缆14外部。本技术光栅水压力传感器装配过程如下步骤1，透水石I直接压入透水座2中，在透水座2上的O圈槽上套好O型圈5。步骤2，将膜片4与弹性载体8通过螺纹连接后，在接缝处用激光焊接，并焊接牢固。步骤3，将焊接好的膜片4与弹性载体8穿入机芯座9中，弹性载体8尾部的螺杆穿过机芯座9尾端的圆孔，通过焊接的方法将弹性载体8的穿出端与机芯座9焊接牢固，用激光焊接的方式将膜片4与机芯座9的连接处焊接牢靠。步骤4，将刻好的双切趾光栅7中的温度光栅7A的尾纤掐断，穿入弹性载体8并用胶将温度光栅7A端粘在弹性载体8上，其中，与膜片相连的那端定义为温度光栅7A，另一端定义为应变光栅7B。通过对光纤15的张拉，进而将应变光栅7B张紧，并用胶将应变光栅7B的另一端粘结在弹性载体8上，此端就为应变框的定点，膜片4与机芯座9的连接端为应边框的动点，即温度光栅7A位置。步骤5，将光栅保护管6与后塞10采用激光焊接焊接在一起，再在把焊好的光栅保护管6与后塞10用激光焊接的方式焊接在调整完的机芯座9上，注意要把光纤15尾端从后塞10上的小孔穿出来。步骤6，将铠装光缆14 一端卡上卡环11，在铠装光缆14的另一端套上铠装接头12，拉紧后用液压钳将铠装接头与铠装光缆14压接在一起，在套上橡胶套13进行装饰一下。步骤7，将甩出的光纤15穿入铠装光缆14，通过螺纹将压好的铠装接头12固定在后塞10上，注意空腔内填满环氧树脂，这个整体就叫传感器机芯。步骤8，在装好的传感器机芯的膜片4端的两个O圈槽上装好O型圈5，两个O型圈5中间要填充好环氧树脂，在把传感器机芯通入外筒3。将传感器机芯的后塞10处于外筒3间形成了一个环形空腔，在空腔内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅水压力传感器，其特征在于，包括外筒、透水座、透水石、后塞、机芯座、光栅保护管、弹性载体、铠装接头、卡环、铠装光缆及光纤，所述外筒的一端安装着所述透水座，所述透水座中安装着所述透水石，所述外筒内部安装着所述机芯座，所述机芯座的外部套接着所述光栅保护管，所述外筒的另一端安装着所述后塞，所述后塞通过所述光栅保护管定位，所述机芯座中靠近所述透水座的一端为开口端、另一端为封闭端，所述机芯座开口端安装着所述膜片，所述弹性载体贯穿所述机芯座，所述弹性载体的一端与所述膜片固定连接，所述弹性载体的另一端穿过所述机芯座封闭端并与其固定连接，所述后塞中安装着所述铠装接头，所述铠装接头内安装着所述卡环和所述铠装光缆，所述铠装光缆通过所述卡环固定在所述铠装接头内，所述光纤穿过所述弹性载体并经所述后塞由所述铠装光缆伸出，所述光纤中刻有切趾双光栅，所述切趾双光栅包括温度光栅和应变光栅，所述温度光栅固定在所述弹性载体中与所述膜片相连的一端，所述应变光栅固定在所述弹性载体的另一端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，游莹，
申请(专利权)人：北京基康科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：