[实用新型]一种FBG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，具体涉及一种具有高灵敏度的FBG压力传感器，可用于液体压力检测。

背景技术

1978年加拿大通信研究中心的K.O.Hill等人发现了掺锗光纤的光敏特性并制作出世界上第一根光纤光栅，随着后来光栅写入技术的进步和低温高压载氢敏化处理技术的发现，使光纤光栅的批量生产成为可能，光纤光栅开始走向实用化，广泛应用于光纤通信和光纤传感领域。目前光纤光栅已经广泛应用于应变、温度、压力等众多物理参量的静态及动态测量，在传感领域发挥了重要的作用。

目前市场上有很多电子类的压力传感器，在一些特殊环境中，如防火防爆防静电的工作环境使用会带来安全隐患，而利用FBG(即光纤布拉格光栅)制作的压力传感器属于无源器件，因此不会存在上述安全隐患，但是其传感器的结构复杂，测量灵敏度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用FBG制成的结构简单、测量灵敏，并且量程可调的压力传感器。

本实用新型具体采用如下技术方案实现上述目的：一种FBG压力传感器，包括固定FBG光纤的传感器壳体4以及感受压力的受压膜片7，其中，主FBG光纤1从传感器壳体4两侧的光纤出入口5引入并固定封装在所述传感器壳体4内，所述受压膜片7密封设置在传感器壳体的开口位置，所述受压膜片7一端面感受传感器壳体外部压力，另一端面与主FBG光纤1之间通过压力传递柱6连接，所述压力传递柱6的两端分别与受压膜片7以及主FBG光纤1紧密接触。

进一步的，所述传感器壳体4底部设有光纤引导卡槽3限制主FBG光纤的压缩方向与压力传递柱的轴线方向一致。

在本实用新型中，所述压力传递柱6沿传感器壳体4的中心轴线布置，所述主FBG光纤1穿过所述光纤引导卡槽3并与所述传感器壳体4的中心轴线垂直交叉，所述光纤引导卡槽3对称设置在传感器壳体4的中心轴线的两侧，这种布置方式能够最直接地让主FBG光纤接受受压膜片传递过来的压力，进一步提高了本传感器的灵敏度。

作为本实用新型的优选方案，所述传感器壳体4为圆柱桶体，所述受压膜片7设置在一个调节筒8上，所述调节筒8插装在传感器壳体内并通过螺纹连接，可通过旋转调节筒8，调节主FBG光纤的绷紧状态。

其中，所述压力传递柱6可直接固定设置在受压膜片7上。

为提高传感器的测量精度，所述传感器壳体4内通过光纤出入口5引入副FBG光纤2作为温度补偿光纤，所述副FBG光纤2的一端与传感器壳体4固连，通过计算可抵消温度对FBG光纤的影响。

在本实用新型中，所述受压膜片7为0.2mm厚的铝合金膜片，压力传递柱与受压膜片可制成一体。

本实用新型采用上述方案具有结构简单、测量灵敏、精度可调的有益效果。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型涉及的FBG压力传感器的内部结构示意图。

图2为传感器壳体的结构示意图。

图3为调节筒、受压膜片以及压力传递柱的结构示意图。

图中标号：1-主FBG光纤，2-副FBG光纤，3-光纤引导卡槽，4-传感器壳体，5-光纤出入口，6-压力传递柱，7-受压膜片，8-调节筒。

具体实施方式

实施例

结合参见图1至图3，本实用新型的FBG压力传感器包括固定FBG光纤的传感器壳体4以及感受压力的受压膜片7，其中，主FBG光纤1从传感器壳体4两侧的光纤出入口5引入并水平铺设在传感器壳体4内，其两端与光纤出入口5封装固定，受压膜片7设置在传感器壳体的开口位置，可上下调节受压膜片与主FBG光纤之间的距离，受压膜片7一端面感受传感器壳体外部压力，另一端面与主FBG光纤1之间通过压力传递柱6连接，压力传递柱6的两端分别与受压膜片7以及主FBG光纤1紧密接触。受压膜片7为0.2mm厚的铝合金膜片，其与压力传递柱可制成一体。

在附图2中，传感器壳体4底部设有光纤引导卡槽3限制主FBG光纤的压缩方向，具体的，压力传递柱6沿传感器壳体4的中心轴线布置，主FBG光纤1穿过光纤引导卡槽3并与传感器壳体4的中心轴线垂直交叉，光纤引导卡槽3对称设置在传感器壳体4的中心轴线的两侧，这种布置方式能够最直接地让主FBG光纤接受受压膜片传递过来的压力，进一步提高了本传感器的灵敏度。