[发明专利]一种光学液压检测装置及方法

权利要求书

1.一种光学液压检测装置，其特征在于，该结构包括：测量腔体(1)、激光 器(2)、第一光接收电路(3)、光栅温度传感器(4)和数据处理模块(5)；

所述测量腔体(1)顶部设有入光口和出光口，所述入光口处设有光纤 阔束镜(101)，所述出光口处设有光接收器(102)，测量腔体(1)底部 安装有活动板(103)，所述活动板(103)上至少设有一面反射镜(1031)；

所述激光器(2)通过第一传输光纤与所述光纤阔束镜(101)相连，将 所述激光器(2)发出的激光发送至光纤阔束镜(101)，光纤阔束镜(101) 使激光阔束后发射至反射镜(1031)上，反射镜(1031)再将激光反射至位 于出光口处的光接收器(102)上；

所述光接收器(102)通过第二传输光纤与第一光接收电路(3)相连， 所述第一光接收电路(3)与所述数据处理模块(5)相连，用以将所述光接 收器(102)接收到的光信号转换为电信号，并发送至数据处理模块(5)；

所述光栅温度传感器(4)的输入端与所述光纤阔束镜(101)相连，所 述光栅温度传感器(4)的输出端与所述数据处理模块(5)相连，用于检测 发送至所述光纤阔束镜的激光，并将检测到的信号发送至数据处理模块(5)， 所述数据处理模块(5)用于处理接收到的信号。

2.根据权利要求1所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述光栅温度 传感器(4)包括依次相连的FBG光栅(401)、M-Z干涉仪(402)和第二 光接收电路(403)。

3.根据权利要求2所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述光学液压 检测装置还设有环路器(404)，所述激光器(2)发出的激光经由环路器(404) 发送至第一传输光纤；所述FBG光栅(401)设置于第一传输光纤与光纤阔 束镜(101)连接之处，发送至所述光纤阔束镜的激光经由FBG光栅(401) 反射后通过第一传输光纤传输至环路器(404)，再由环路器(404)发送至 M-Z干涉仪(402)。

4.根据权利要求1所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述测量腔体 (1)底部的活动板(103)上依次设有第一反射镜(1031)和第二反射镜 (1032)，所述测量腔体(1)顶部的入光口和出光口之间设有第三反射镜 (1033)，激光由入光口发射至第一反射镜(1031)上，第一反射镜(1031) 将激光反射至第三反射镜(1033)上，第三反射镜(1033)将激光反射回第 二反射镜(1032)上，由第二反射镜(1032)再将激光发射至出光口。

5.根据权利要求4所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述光纤阔束 镜(101)使激光发射至反射镜(1031)的入射角为20°-70°。

6.根据权利要求1所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述激光器 (2)为1550nm激光器。

7.根据权利要求1所述的一种光学液压检测装置，其特征在于：所述数据处理 模块(5)为微型计算机。

8.一种采用如权利要求1-7任一项所述装置的光学液压检测方法，包括如下步 骤：

步骤一，使激光器发出激光，并将激光发送至光纤阔束镜使激光阔束后 进入测量腔体，激光由测量腔体的入光口发射至活动板的反射镜上，激光在 测量腔体内来回反射，最后再由活动板上的反射镜将激光反射至出光口，出 光口处的光接收器接收激光，并由第一光接收电路将该激光信号转换成电信 号发送至数据处理模块；

步骤二，光栅温度传感器探测发送至所述光纤阔束镜的激光，并将得到 的电信号发送至数据处理模块；

步骤三，将测量腔体放入液体中进行检测，测量腔体的活动板与所测液 体接触，活动板受到液体压力，位置发生变化，其上的反射镜与入光口、出 光口的相对位置也发生变化，使出光口处光接收器接收到的激光光强发生变 化；数据处理模块通过记录光接收器接收到的激光强度的变化量则可得到活 动板位置的变化量，从而得到测量腔体体积的变化量ΔV；

步骤四，将测量腔体放入液体后，数据处理模块通过记录光栅温度传感 器检测到的光强变化量，根据该光栅温度传感器的传感机理可得到测量腔体 内的温度变化量ΔT；

步骤五，数据处理模块根据公式PV/T＝A、测量腔体体积的变化量ΔV 和测量腔体内的温度变化量ΔT，计算出所测液体压强的变化量ΔP，其中A 为常量，P为压强，V为体积，T为温度。