[实用新型]一种基于光纤光栅的压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于光纤光栅的压力传感器，其包括传感电路和传感器外壳，传感器电路包括光源、光环行器和光纤光栅，光源通过光纤连接到光环行器，光环行器连接光纤光栅，光环行器上还连接有输出线路；传感器外壳包括电路安装腔室和光栅安装腔室，传感电路安装于电路安装腔室内；光栅安装腔室包括防爆外壳，防爆外壳至少在远离电路安装腔室一端的端部，设置有光栅安装结构；光栅安装结构由弹性材料制成，光栅安装结构中部沿轴向开设有第一通孔，第一通孔的孔径与光纤光栅相匹配。本设计在探针端具有极强的抗压能力，探针端可承受的侧向压力较大，可将侧向压力传递到弹性的光栅安装结构处终止，进而防止了光纤光栅被折断的情况。

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器，特别是一种基于光纤光栅的压力传感器。

背景技术

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。在非稳定性接触式压力测试设备中，光纤光栅传感器因其响应速度快、测试范围广的特点，被越来越多地应用于如场压、风洞测试等非稳定压力场景。

但是，光纤光栅仍是主要是利用光纤材料(石英)制成，裸光纤光栅在受到较大的侧向应力时，或者受力不均匀时，及其容易发生侧向弯折，导致折断的情况。而非稳定压力源的方向并不一定完全平行于光纤光栅，或者由于光纤光栅较细，也无法很好地将光纤光栅布置为完全平行于受压方向。因此，需要设计一种抗侧压能力强、便于布置的传感器。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于光纤光栅的压力传感器。以提高探头端光纤光栅承受侧向压力的能力，防止探头(探针)端因受过大的压力或侧向压力而发生折断、损坏的情况。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于光纤光栅的压力传感器，其包括传感电路和传感器外壳，传感器电路包括光源、光环行器和光纤光栅，光源通过光纤连接到光环行器，光环行器连接光纤光栅，光环行器上还连接有输出线路；所述传感器外壳包括电路安装腔室和光栅安装腔室，传感电路安装于电路安装腔室内；所述光栅安装腔室包括防爆外壳，所述防爆外壳至少在远离电路安装腔室一端的端部，设置有光栅安装结构；所述光栅安装结构由弹性材料制成，所述光栅安装结构中部沿轴向开设有第一通孔，所述第一通孔的孔径与所述光纤光栅相匹配。

光纤纤芯是折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，在受力时，反射光会发生变化，通过对反射光进行采集，并可视化的输出后，通过波形即可得知受力情况，实现压力测试。但是，光纤光栅是轴向受力进行压力测试，如果侧向受力的话，容易折断，将其固定到防爆外壳内，并通过弹性结构(光栅安装结构)进行固定，可以减小侧向受力，防止发生折断的情况。另外，光栅安装结构也可以对光纤光栅进行固定，便于对光纤光栅(方向、位置)的设定。

进一步的，所述防爆外壳内，对应于光栅安装结构处，设置有第一安装结构，所述光栅安装结构安装于所述第一安装结构内，所述第一安装结构的中部中空设计，所述第一安装结构中部中空部位的尺寸不小于所述第一通孔的孔径。设计第一安装结构对光栅安装结构进行固定而非将光栅安装结构直接固定到防爆外壳内，使得光栅安装结构在轴向上活动受限(轴向受力)而不发生位移。

进一步的，所述第一安装结构中部中空部位的尺寸大于所述第一通孔的孔径。这样设计，在防爆外壳侧向受力时，将应力传递给内部的光栅安装结构，光栅安装结构发生形变，由于第一安装结构中空部位大于第一通孔孔径(即光纤光栅直径)，则光纤安装结构会沿轴向发生形变，进而减小对光纤光栅的压力。