[实用新型]基于全金属化封装的FBG压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感技术领域，尤其涉及一种基于全金属化封装的FBG压力传感器。

背景技术

压力传感器是一种应用范围广，需求量大的传感器。对于高温高压、易燃易爆等恶劣环境，传统的压力传感器不能满足要求。利用光纤光栅制作的传感器是一种新兴的传感器，因其独特的优点而得到了快速的发展，其中尤以光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating 简称FBG）为主。FBG是一种光纤纤心的折射率沿着光纤的轴向方向上受到周期性调制而制成的无源器件。它能够选择性地将入射宽带光中某一窄带波长的光反射回去。被反射光的中心波长称为布拉格波长。布拉格波长由光栅的有效折射率和光栅周期决定。而它们又均对其所受的应变变化和温度变化敏感。通过检测FBG光纤光栅反射的布拉格波长的变化量就可以得到光纤光栅所受的应变和温度信息。FBG光纤传感器具有其特有的优点包括抗电磁干扰，抗腐蚀，传输距离长，体积小，重量轻，测量信号不受光损耗的影响，并且可以复用。但是由于裸FBG体积小，直径只有125微米, 在恶劣的工程环境中容易损伤,且在高温高湿的环境中会发生过氢现象，使FBG光栅发生不可逆转的永久性损伤，失去其传感特性。例如专利号CN200910229032提出了一种《带温度补偿的光纤光栅压力传感器》，但是其中使用的是耐高温胶黏剂，以至于其无法长时间使用在高温高压的石油气井内，所以在此，我们研发一种全金属的压力传感器，避免由有机粘结剂老化而带来的测量的不稳定性。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种金属化的FBG压力传感器，它具有耐高温高压特性，大的量程，高精度，具有独立的温度补偿功能，并且可以在石油气井内长期运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

基于全金属化封装的FBG压力传感器，包括应变测量部件、温度补偿部件和光纤部件，所述温度补偿部件安装在应变测量部件上端，所述光纤部件设有光纤引出管，光纤引出管插装在温度补偿部件顶部，所述光纤引出管的下端通过光纤与应变测量部件底部的连接块上，所述光纤穿过温度补偿部件和应变测量部件，所述光纤位于温度补偿部件内设有温度测量光栅，所述应变测量部件内设有金属化的FBG光栅串，所述FBG光栅串安装在光纤上。

作为上述技术方案的改进，所述温度补偿部件和应变测量部件均设有采用铸造钢制成的壳体。

作为上述技术方案的改进，所述光纤引出管位于温度补偿部件顶部套装有氟硅胶垫。

作为上述技术方案的改进，所述光纤引出管位于氟硅胶垫上套装有上端盖，所述端盖下部与温度补偿部件旋接。

作为上述技术方案的改进，所述光纤引出管位于氟硅胶垫上套装有上端盖，所述端盖下部与温度补偿部件旋接。

作为上述技术方案的改进，所述光纤位于温度补偿部件顶端设有第一镀金管端头，所述光纤位于应变测量部件顶端设有第二镀金管端头，所述第二镀金管端头上端安装在温度补偿部件的下部。

作为上述技术方案的改进，所述应变测量部件底部设有底盖，并与壳体螺纹连接，所述连接块设置在底盖上。

作为上述技术方案的改进，所述FBG光栅串设有两组，且串联在光纤上，所述FBG光栅串通过高温焊锡焊接在光纤上。

本实用新型的有益效果有：

本实用新型提供一种耐高温高压特性、大的量程、高精度、且具有独立的温度补偿功能的金属化的FBG压力传感器，其包括两个金属化的光纤布拉格光栅，利用镀金管端头连接，采用铸造模具钢作为传感器壳体，所述其中一个金属化光纤布拉格光栅的一端用高温焊锡焊接压力传感器的传感上端面的第二镀金管端头上，另一端固定在传感器的连接块上，作为压力传感光栅，另一个光栅用高温焊锡以自由态焊接在传感器的内表面上，这种结构的传感器适用于高温高压，易燃易爆环境，不怕辐射，抗电磁干扰，测量范围大，测量精度高，具有温度补偿功能，测量结果不受温度影响。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的剖视图。

具体实施方式