[发明专利]压力传感器和包括一个或多个压力传感器的传感器系统

说明书

本申请涉及包括结构元件的压力传感器，结构元件包括第一结构部件和第二结构部件。传感器还包括第一腔体和第二腔体，第一腔体与传感器的外部流体连接，以建立取决于第一腔体中的外部压力的第一压力，第二腔体配置成在使用中处于第二压力。可变形结构可取决于第一压力与第二压力之间的压力差变形的。传感器包括纤维，纤维包括固定至结构元件和可变形结构的内置光纤传感器，以提供取决于所述压力差的光学传感器信号。

技术领域

本发明涉及用于感测物理参数的传感器，例如压力传感器。本发明还涉及包括如上所述的一个或多个压力传感器中的传感器系统。

背景技术

在传感器领域，应用内置光纤传感器单元的传感器来潜在地提供待测量压力的非常精确的读取是公知的。这是由于内置光纤传感器其本身的精确性。内置光纤传感器是包括利用光学信号点亮的光纤的传感器。可以通过使用询问器监测光学信号的特性来精确地感测由外部因素(例如纤维上的机械诱发力)引起的对纤维的任何改变。

为了允许监测诸如压力的物理参数，一些已知类型的传感器应用包括两个结构部件和可变形结构或元件的结构元件，可变形结构或元件位于两个部件之间，其取决于待在传感器的监测环境中进行测量的物理参数而发生变形。包含内置光纤传感器的纤维连接在两个部件之间，使得可变形元件的变形导致纤维内的应变的变化。这引起内置光纤传感器的光输出信号的特性发生变化，该变化转而可使用询问器单元和适当的分析系统来精确地确定。

如上所述的传感器可用于各种各样的应用和技术领域中。虽然上述传感器潜在地提供指示传感器的环境中的物理参数的非常精确的信号，但是这种类型的传感器经常易于受到各种干扰因素的影响，这些干扰因素阻碍潜在精确度的实现。例如，一个缺点是这些传感器可能易于受到作用在传感器上的外部振动的影响。作用在传感器上的外部振动可例如由可变形元件拾取，并且在灵敏的内置光纤传感器的光输出信号的特性中导致可测量的变化。在某种程度上，可以使用分析系统从信号中将这种振动过滤。然而，技术人员将理解的是，干扰将影响传感器的整体精确度，尤其是如果测量需要处于不允许产生过滤的快速节奏时。

在一个典型应用中，传感器可以是压力传感器或压力传感器的系统。压力传感器可以例如用于连续地监测在油轮中的船上油容器中的每个中的压力。这对于例如监测碳氢气体的积聚是必要的，碳氢气体可能成为油轮中的主要安全风险。然而，在船上，引起可由压力传感器拾取的振动的一些干扰因素包括例如船的运行发动机、船在波浪或公海上的摇摆和滚动、以及在船上执行的各种操作。例如，由波浪引起的振动具有相对长且时常不一致的波长，因此难以从信号中过滤。这些振动因此可能导致不正确的压力读取。

除了上述以外，其它干扰因素可能导致传感器的精确度随时间减弱或降低。这些可能由例如环境中的温度变化引起、或者由纤维至结构部件的固定的减弱而导致张力的逐渐变化而引起。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力传感器，在该压力传感器中已经克服了或可控制上述缺点，并且该压力传感器使得能够在一段时间内精确地监测压力。

为此，在此提供了用于感测物理参数的传感器，该传感器包括结构元件，该结构元件包括第一结构部件和第二结构部件，该传感器还包括输入构件，输入构件布置在第一结构部件中并配置成用于接收根据所述物理参数而施加在其上的力，该传感器还包括传递元件和反作用元件，传递元件与输入构件协作以传递施加在输入构件上的力，反作用元件与传递元件协作以在反作用元件与传递元件之间提供可位移的插入段，其中，可位移的插入段根据由传递元件施加的力和由反作用元件施加的反作用力而移位，该传感器还包括纤维，纤维包括内置光纤传感器，内置光纤传感器用于提供取决于物理参数的光学传感器信号，其中，纤维固定至第一结构部件、插入段、和第二结构部件，其中纤维的内置光纤传感器包括第一内置光纤传感器和第二内置光纤传感器，第一内置光纤传感器布置在第一结构部件与插入段之间，第二内置光纤传感器布置在第二结构部件与插入段之间。