[实用新型]光纤光栅压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，更具体地说，涉及一种光纤光栅压力传感器。

背景技术

传统的电子式压力传感器无法在高温、高压、腐蚀、磁场和电场干扰等恶劣环境下长期可靠的工作，难以满足工程测量和生产的实际需要。光纤光栅作为传感器具有体积小重量轻，可以分布式，抗电磁干扰等优点。有一种光纤光栅压力传感器是将光纤光栅封装在轮辐上，在压力下，轮辐发生形变，使光纤光栅的波长发生变化。但这种结构灵敏度较低。另外一种光纤光栅压力传感器是将光纤光栅平行地张贴在薄片的下面，薄片在压力下发生形变，使光纤光栅拉伸。同样，这种光纤光栅压力传感器的灵敏度也比较低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种耐高温、高压、腐蚀、电磁干扰等恶劣环境，能长期可靠地工作，同时灵敏度高、测量范围大的光纤光栅压力传感器。

本实用新型的技术方案是：

一种光纤光栅压力传感器，包括本体，本体包括上外套和下外套，上外套的一端为上盖，上外套内设置有金属薄片，金属薄片与上盖之间形成空腔，金属薄片上设置有小支架，上外套和下外套内设置有结构件，光学传感元件光栅部分一端固定在小支架的槽里，另一端固定在结构件的横梁的细槽里，光学传感元件光栅部分加预应力被拉直，光学传感元件的尾纤穿过下外套上的小孔伸出本体。

所述下外套上的小孔内光学传感元件的尾纤周围设置有填充料；

所述光学传感元件为光纤光栅；

所述上盖、结构件、下外套的材料为金属。

金属薄片与上盖之间焊接连接或胶粘连接，金属薄片与上盖之间加橡胶圈挤压密封。

所述小支架的底部与金属薄片焊接或粘接。

有益效果：由于光纤光栅与金属薄片的垂直位置，可以测量出金属薄片的最大变形量，与其他现有的光纤光栅压力传感器相比，大大提高了传感器的测量灵敏度。而且该传感器的使用具有很大的灵活性，如果被测的压力范围增大，可以增加金属薄片的厚度，使金属薄片在相同压力下变形量减少，增加传感器的压力测量范围。还可以通过缩小金属薄片的直径，使金属薄片在相同压力下变形量减少，同样可以增加传感器的压力测量范围。同样如果需要增加压力测量的灵敏度，可以减少金属薄片的厚度，使金属薄片在相同压力下变形量增加。增加压力测量的灵敏度的另一种方法就是增加金属薄片的直径。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体内容作进一步说明。

一种光纤光栅压力传感器，包括本体8，所述本体8包括上外套9和下外套14，上外套9的一端为上盖1，上外套9内设置有金属薄片7，金属薄片7与上盖1之间形成空腔10，金属薄片7上设置有小支架6，上外套9和下外套14内设置有结构件2，光学传感元件5光栅部分一端固定在小支架6的的槽16里，另一端固定在结构件2的横梁12的细槽15里，光学传感元件光栅部分加预应力被拉直，光学传感元件5的尾纤穿过下外套14上的小孔13伸出本体8。

下外套14上的小孔13内光学传感元件5的尾纤周围设置有填充料；

光学传感元件5为光纤光栅；

上盖1、结构件2、下外套14的材料为金属；

金属薄片7与上盖1之间焊接或胶粘，可以加橡胶圈挤压密封；

小支架6的底部11与金属薄片7焊接或粘接。

金属薄片7可以和上盖1用焊接的方法连接起来，金属薄片7和上盖1之间形成空腔10，上盖1上设置有连接孔17，被测气体或液体从连接口17进入空腔10中。结构件2与上外套9螺纹连接，光学传感元件5的尾纤从下外套14上小孔13中伸出本体8，小孔13内光学传感元件5的尾纤周围设置有填充料形成密封，与外界压力隔离；下外套14上的下盖3有内螺纹与上外套9上的的上盖1的外螺纹连接形成密封，与外界压力隔离。

光学传感元件5为光纤光栅，一端固定在小支架6的槽16里，另一端固定在结构件2的横梁12上的细槽15里，光纤光栅被施加了一个预应力被拉直，金属薄片7与上盖1焊接密封并形成一个压力容器腔，小支架6的圆形底部11与金属薄片7的中心部分连接，金属下外套14起隔离压力和保护作用。该压力传感器结构简单，灵敏度高，制作工艺简单，并可通过选择不同厚度或不同直径的金属薄片7调节压力传感器的测量范围。

工作原理：