[实用新型]推挽式光纤差压传感器

说明书

本实用新型公开了一种对温度不敏感，测量范围可调、抗强电磁干扰、防燃防爆、多路复用、远程测量、成本低廉、性能稳定的推挽式光纤差压传感器。该推挽式光纤差压传感器，包括光纤适配器、光纤自聚焦透镜固定装置、平面反射镜固定装置、支撑柱、平衡梁、传动柱、封装壳、弹性金属波纹管、法兰盘、通压导管；采用该推挽式光纤差压传感器，成本低廉、性能稳定、易于更换及维修。在使用过程中，多个传感器可共同使用一套宽光谱光源、光电探测器，实现多点准分布测量；能够与光纤传输系统组成遥测网络，实现远程实时监测与测量。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，尤其是一种推挽式光纤差压传感器。

背景技术

众所周知的：差压传感器是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。差压传感器在微流量测量、泄漏测试、洁净间监测、环境密封性检测、气体流量测量、液位高低测量等许多高精度测量场合都有着广泛的应用。

例如，在密封件检测领域中，已对差压传感器应用于发动机喷油嘴密封性检测、汽车制动主缸的密封性检测等进行了研究；在流体流动研究和流体输送工程中领域，差压传感器可以用来精确测量流体流经两点之间的微小压力差；以及在液体的液位高度精确测量领域中，差压传感器可应用于如自来水水位的测量和控制，油田、炼油厂的油罐和储油槽的油位测量等。

目前，差压传感器主要有压阻式和电容式两种，压阻式传感器突出的优点是结构简单，工作端面平整。但这种传感器也具有很多不足，其灵敏度与频率响应之间存在着比较突出的矛盾，且温度对此种传感器的性能影响也比较大。电容式传感器具有结构简单，灵敏度高，动态响应特性好，抗过载能力强，对高温、辐射和强烈振动等恶劣条件适应性强等优点，使它成为了一种有发展前途的传感器。但由于它存在的缺点和问题，如输出特性的非线性、寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响以及与传感器连接的电路比较复杂等，影响到其应用可靠性，需要采取一定的补偿和校正措施，因此限制了它的广泛应用。

由于光纤传感技术具有防火、防爆、精度高、损耗低、体积小、质量轻、寿命长、性价比高、复用性好、响应速度快、抗电磁干扰、频带范围宽、动态范围大、易与光纤传输系统组成遥测网络等诸多优点，基于光纤传感技术的差压传感器也展开了相应的研究。日本的Seiichiro KINUGASA提出了一种基于强度调制的光纤差压传感器KINUGASASeiichiro.Fringe Amplitude Modulation Method for Differential Pressure Sensor[C]//IEEE SENSORS，EXCO Daegu，Korea，2006:22－25.。该类传感器的原理为入射光纤射出的光直接照射在反射体上，接收光纤所收到的反射光信号随反射体与接收光纤端之间距离的变化而变化，因而反射体的位移或转角的大小可通过检测接收光的强弱来确定。这种光纤传感器有两个主要缺点：一是光源强度的波动会给测量带来较大的误差，二是反射器表面的反射率随时间和使用环境的变化也导致测量的不准确性。台湾的Hao-Jan SHENG等人设计出一种基于光纤布拉格光栅的差压传感器SHENG Hao-Jan，LIU Wen-Fung，LINKuei-Ru，et al.High-sensitivity Temperature-independent Differential PressureSensor using Fiber Bragg Gratings[J].Optics Express，2008，16(20):16014－16018.以及申请人于2016年公开的一种光纤差压风速传感器中国专利：201620800354.9，光纤布拉格光栅差压传感器主要根据光纤布拉格光栅受力发生轴向应变从而使输出光的波长发生改变，通过对比两段光栅的反射光波长值推导出压力差。由于该类传感器是根据单根光纤轴向应变来实现压力测量，虽然灵敏度很高，但测量范围较小，且易受振动干扰。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对温度不敏感，测量范围可调、抗强电磁干扰、防燃防爆、多路复用、远程测量、成本低廉、性能稳定的推挽式光纤差压传感器。