[实用新型]基于光纤光栅的磁力传动差压传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用隔离式强磁铁带动悬臂梁表面光纤光栅发生应变的光纤差压传感器，属于光纤光栅应变传感技术领域。

背景技术

差压传感器广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保等行业，用于测量液体、气体的差压和流量等参数，可作为过程控制领域用差压变送器的核心部件。

在许多特殊的场合，光纤光栅差压传感器具有许多传统差压传感器不具备的特点。光纤光栅作为智能化结构的传感器，具有体积小、重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、易集成、结构简单等优点，可以埋覆在被测物体和材料内部对压强、温度、应力、应变、流速、流量、粘度等物理量进行检测。

对于市场上现有的差压变送器，由于差压传感器的体积大、价格昂贵、抗电磁干扰能力差等缺点，对其工程化的推广应用构成了限制；对于差压变送器的使用环境，电阻、电容式差压传感器在强电磁、强腐蚀、强辐射、高低温、极端恶劣天气等状况下可能存在功能性失灵的风险；对于光纤光栅传感信号的解调，是依据对光纤光栅不同的中心波长返回值进行读取和参量变换，进而得到待测信息的变化量，在相同情况下光纤光栅传感器更适合于恶劣环境下对微小差压信号的测量。

实用新型内容

本发明是为了解决现有压差传感器体积大、抗电磁干扰性差和抗恶劣环境性差的问题，本发明提供了一种基于光纤光栅的磁力传动差压传感器。

基于光纤光栅的磁力传动差压传感器，它包括1号非金属圆筒、2号圆筒、1号过载保护机构、2号过载保护机构、3号过载保护机构、4号过载保护机构、高压隔离膜片、低压隔离膜片、中心测量弹性膜片、1号强磁铁、2号强磁铁、弹性悬臂梁和带有温度补偿的光纤光栅；

1号过载保护机构、2号过载保护机构、3号过载保护机构、4号过载保护机构、高压隔离膜片、低压隔离膜片、中心测量弹性膜片和1号强磁铁均位于2号圆筒内，

2号圆筒的底面设有高压液体入口，顶面设有低压液体入口，

1号过载保护机构、2号过载保护机构和3号过载保护机构均为圆形结构，

1号过载保护机构、2号过载保护机构和3号过载保护机构依次沿2号圆筒的顶面至底面的方向固定在2号圆筒内，且1号过载保护机构、2号过载保护机构和3号过载保护机构上均设有通孔，

低压隔离膜片嵌入在2号圆筒内，且位于低压液体入口和1号过载保护机构之间，1号过载保护机构用于对低压隔离膜片进行过载保护；

高压隔离膜片嵌入在2号圆筒内，且位于高压液体入口和3号过载保护机构之间，3号过载保护机构用于对高压隔离膜片进行过载保护；

中心测量弹性膜片位于2号过载保护机构和3号过载保护机构之间，且中心测量弹性膜片的膜片边缘与2号圆筒的内壁固定连接，

1号强磁铁通过刚性杆与中心测量弹性膜片的中心垂直固定连接，且刚性杆穿过2号过载保护机构的通孔，4号过载保护机构嵌套在刚性杆外，与刚性杆固定连接，且4号过载保护机构位于2号过载保护机构和中心测量弹性膜片之间，2号过载保护机构用于对4号过载保护机构进行过载保护，

1号非金属圆筒垂直嵌入在2号圆筒的侧壁内，且位于1号过载保护机构和2号过载保护机构之间，

2号强磁铁、弹性悬臂梁和带有温度补偿的光纤光栅均位于1号非金属圆筒内，弹性悬臂梁的一端吊装在1号非金属圆筒的顶面上，另一端固定有2号强磁铁，且2号强磁铁与1号强磁铁异性相对设置，带有温度补偿的光纤光栅黏贴在弹性悬臂梁的侧壁上，

2号强磁铁与1号强磁铁之间的垂直距离的范围为3mm至5mm。

差压变化会推动中心测量弹性膜片在轴向发生一定程度的位移，刚性杆末端的1号强磁铁会同步带动与之相对2号强磁铁产生微小位移，进而会引发弹性悬臂梁切向形变，造成带有温度补偿的光纤光栅的微小应变，光纤光栅解调仪可以对其微应变信号进行处理，在计算机监测软件上通过读取光波长的变化来间接反映中心测量弹性膜片的微小位移。

本实用新型带来的有益效果是，使得油气分离、油液分离，结构简单、成本低廉，采用独特的隔离密封式磁力传动结构，避免硅油等压力传递介质对光纤光栅固化区域的长期腐蚀和冲击破坏，可以很好的延长传感器的使用寿命，保证其持续良好的重复性和灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型所述的光纤光栅的磁力传动差压传感器的结构示意图。

具体实施方式