[实用新型]一种光纤光栅式压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤光栅式压力传感器。 

背景技术

传统的压力传感器种类繁多，其共同特征是：均为有源结构，易受电磁干扰，压力响应速度慢，滞后性较大，灵敏度低，测量范围较窄，难以应用于易燃、易爆等复杂环境中。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光纤光栅式压力传感器，该光纤光栅式压力传感器安全性高、具有抗电磁干扰的特点。 

实用新型的技术解决方案如下： 

一种光纤光栅式压力传感器，包括金属壳体和设置在金属壳体内的光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅的两端分别从金属壳体上的2个孔中伸出；金属壳体内填充有压力增敏填充物。 

所述的金属壳体为长方体形，所述的2个孔分别设置在金属壳体的相对的2两个侧壁上。 

压力增敏填充物为聚氨酯材料。 

有益效果： 

本实用新型的光纤光栅式压力传感器，能实时在线测量复杂环境处的压力参数。光纤布拉格光栅被封装在两端面中心轴向开孔的长方体金属壳体中，壳体内部填充压力增敏聚合物；该传感具有测量范围广，精度高、安全可靠等优点，且可串联多个传感基元，实现分布式测量，可应用于复杂环境下压力参数的实时远程监测。 

该光纤光栅式压力传感器能应用于复杂环境监测领域，具有高灵敏度、高 可靠性。 

光纤光栅是一种新的光纤器件，它是利用光纤芯层材料的光敏特性，通过紫外光照射使得一段长度的光纤纤芯的折射率发生永久性改变。以光纤光栅作为压力传感器的敏感元件，其探头为无源器件，且光纤光栅压力传感器集信息获取和传输于一体，具有灵敏度高、抗恶劣环境、成本低等优点；加上独特的体小质轻、抗电磁干扰、耐腐蚀等优势，非常适合应用于复杂环境处压力测量，同时可借助已有的光纤通信网络进行信息传输，可广泛应用于大尺度、大时空域、复杂环境场中的物理参数测量。 

该类传感系统可实现在线实时监控，不会产生电火花。且光纤布拉格光栅压力传感器具有级联多点测量的优点，可实现分布式压力测量。因此，光纤光栅压力传感器将越来越广泛的被复杂环境场的压力传感监测领域所重视。 

另外，本实用新型中聚合物对压力具有增敏作用，使得光纤布拉格光栅传感器压力灵敏度增大，改进测量精度和量程。该传感器具有体积小、质量轻、安装方便简单，测量范围大等优点，非常适合于复杂环境下有较大压力的传感测量。 

而且，通过串联一组光纤布拉格光栅压力传感器，可实现分布式、远距离的测量。同时本实用新型传感器还具有抗电磁干扰，不产生电火花、安全可靠、使用寿命长等优点。 

附图说明

图1本实用新型的光纤光栅式压力传感器的结构示意图； 

图2本光纤光栅式压力传感器的金属外壳的横向截面剖示图。 

标号说明：1-金属壳体，2-光纤布拉格光栅，3-压力增敏填充物，4-纤芯，5-包层。 

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明： 

实施例1： 

如图1所示，一种光纤光栅式压力传感器，包括金属壳体和设置在金属壳体 内的光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅的两端分别从金属壳体上的2个孔中伸出；金属壳体内填充有压力增敏填充物。 

所述的金属壳体为长方体形，所述的2个孔分别设置在金属壳体的相对的2两个侧壁上。 

光纤布拉格光栅又名光纤Bragg光栅。金属壳体为铝制封装壳体。 

光纤布拉格光栅被聚合物均匀包裹封装在长方体型壳体中，壳体受压均衡，使得光纤布拉格光栅发生轴向应变，从而导致光纤布拉格光栅反射中心波长发生漂移。利用光纤布拉格光栅反射中心波长的漂移量与压力的关系，可实时在线测量压力。 

光纤布拉格光栅2的两端从长方体金属壳体轴向端面中心小孔穿出，一端为光纤尾纤，另一端是用于传输传感反射信号的传输光纤，传感端可通过在一根光纤上刻多个光栅的方式实现多个传感器的级联，实现分布式测量。 

装配步骤如下： 

（1）、加工一个长方体金属壳体1，并使其内外壁保持平整，这有利于压力增敏填充物3与其紧密粘合和受压均衡。 

（2）、去除光纤布拉格光栅2封装部分的涂覆层，可有效避免光纤布拉格光栅2被拉伸后反射中心波长的反向漂移； 

（3）、将光纤布拉格光栅2置于长方体金属壳体1中心轴向上，传输光纤从中心小孔穿出，并进行预拉伸，然后将压力增敏填充物3填充在长方体金属壳体1内； 

（4）、填充压力增敏填充物3固化后，对传感器进行压力定标。 

本实用新型的光纤光栅式压力传感器具有测量精度高、安全性能好、可分布式测量、抗电磁干扰和结构简洁安装方便等优点。