[发明专利]一种带引压管的全石英光纤压力传感器

说明书

本发明公开了一种带引压管的全石英光纤压力传感器，包括石英毛细管#4，石英毛细管#4轴向内侧的左右两端对称设有一石英毛细管#3和一中空石英管#2，石英毛细管#3内熔接有一与其直径相匹配的光纤；中空石英管#2内熔接有一右端带石英微球的石英毛细管#1，石英微球为由石英毛细管#1制作而成的空心的球形壳体，尾部与石英毛细管#1相通；石英微球设置于石英毛细管#3和中空石英管#2之间的空腔内，其中心点与光纤的中心点位于同一水平线上；光纤两端分别延伸至石英毛细管#3外，其右端面与石英微球的外表面之间形成法珀腔。本发明具有极低的温度系数，结构紧凑，体积小，具有高温环境下压力测量的应用的潜力。

技术领域

本发明属于光纤传感领域，具体涉及一种带引压管的全石英光纤压力传感器。

背景技术

近年来，光纤法珀传感器因其响应快，隐蔽性好，配置简单，低成本且抗干扰的特点，已被广泛应用于测量压力、温度、应变、振动、超声波、加速度等多种物理量。

同时，基于空气腔或微球结构的全石英光纤法珀传感器成为新的研究热门。全石英结构具有很小的温度系数，空气腔或微球结构的法珀传感器制备简单且尺寸很小，这种结构的光纤法珀传感器在高温高压环境下具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带引压管的全石英光纤压力传感器，本传感器可用于高温测量，具有温度系数小，构造简单，尺寸小且抗干扰的特点。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带引压管的全石英光纤压力传感器，包括石英毛细管#4，所述石英毛细管#4轴向内侧的左右两端对称设有一石英毛细管#3和一中空石英管#2，所述石英毛细管#3的左端、中空石英管#2的右端分别延伸至石英毛细管#4外；所述石英毛细管#3内熔接有一与其直径相匹配的光纤；所述中空石英管#2内熔接有一右端带石英微球的石英毛细管#1，所述石英微球为由石英毛细管#1制作而成的空心的球形壳体，尾部与石英毛细管#1相通；所述石英微球设置于所述石英毛细管#3和中空石英管#2之间的空腔内，其中心点与光纤的中心点位于同一水平线上；所述光纤两端分别延伸至石英毛细管#3外，其右端面与石英微球的外表面之间形成法珀腔。

优选地，所述光纤为单模光纤、多模光纤或其他种类的光纤；光纤的规格可以替换为满足内外径与石英毛细管互相匹配的其他规格。

进一步地，

石英毛细管#1，其内径略大于光纤的外径，外径略小于石英毛细管#2的内径；

石英毛细管#2，其内径略大于石英毛细管#1的外径，外径略小于石英毛细管#4的内径，且与石英毛细管#3外径相同；

石英毛细管#3，其内径略大于光纤的外径，外径略小于石英毛细管#4的内径，且与石英毛细管#2外径相同；

石英毛细管#4，其内径略大于石英毛细管#2和石英毛细管#3的外径。

石英毛细管可替换为双孔光纤、边孔光纤、光子晶体光纤

进一步地，所述石英毛细管#1与石英微球一体加工成型，包括如下步骤：

S1、将石英毛细管#1的一端用熔接机手动模式熔接起来，其中，熔接的工艺参数为：放电强度100units，放电2次，每次的放电时间为1000ms、；另一端与压力泵相连；

S2、往石英毛细管#1中打气的同时调节光纤熔接机的放电强度至60-100units对石英毛细管#1封闭的端面进行电弧放电加工处理，通过调节压力泵气压和电弧放电参数控制微球的大小和形状，其中，电弧放电的次数为4-5次，每次的时间为300ms。