[实用新型]一种光纤压力传感器

说明书

本实用新型公开了一种光纤压力传感器。本实用新型采用主体内第一通孔的直径小于第二通孔的直径，从而形成支撑面，为第一毛细管提供支撑，避免了较强的剪切力作用到粘接剂上，增强长时间工作稳定性；第一熔接点不需要实现完全的密封，从而用较弱的能量进行熔接，制作第二熔接点只需要确保反射光纤端面不会受到破坏即可，从而降低了熔接难度，提高了成品率；第一熔接点距离第二通孔右侧距离，且没有被粘接剂覆盖，整个感受压力的法珀腔段均处于容纳腔内，避免了主体和粘接剂对法珀腔段的影响；能够实现极低的温度灵敏度，解决了法珀腔对温度和压力均敏感的问题；易于制作，成品率高，长时间工作稳定性好，能够作为一种很好的压力传感器。

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种光纤压力传感器。

背景技术

相比于传统的传感器，光纤传感器因其可避免电磁干扰、电无缘、高分辨率、高精确度、便于复用和组网而越来越得到人们的重视。其中光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)压力传感器体积小、结构简单、响应速度快、可靠性高，由于采用干涉技术而具有很高的灵敏度，是一种重要的光纤传感器，可以用于特殊环境下的压力测量，在很多传感领域得到了广泛的应用。

将导入光纤和反射光纤一起放入准直毛细玻璃管内，然后使用环氧树脂将光纤与准直毛细玻璃管固定在一起即可形成光纤法珀压力传感器[1]。此外，还可以采用激光热熔技术将光纤与准直毛细管熔接在一起，从而获得更好的稳定性[2]。然而，实际应用中，需要对光纤法珀压力传感器进行金属封装设计以应对复杂恶劣的应用环境，玻璃与金属之间的密封将是一大难题。专利CN106323535A给出了一种光纤压力传感器的封装形式，利用两个锥面实现密封，但该结构在经历高低压来回冲击后将会削弱密封性。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种光纤压力传感器。

本实用新型的光纤压力传感器包括：主体、第一通孔、第二通孔、支撑面、第一毛细管、第二毛细管、第三毛细管、导入光纤、反射光纤、第一熔接点、第二熔接点、堵头、容纳腔和导压孔；其中，主体内部具有空腔，在空腔的左侧依次开设有共轴的且互相连通的第一通孔和第二通孔，第二通孔的直径大于第一通孔的直径，从而在第二通孔与第一通孔相交处形成支撑面；导入光纤插入至第二毛细管内，导入光纤的右端面穿出第二毛细管的右侧端面，第二毛细管从左侧整体插入至第一毛细管，第一毛细管与第二毛细管和导入光纤熔接，形成第一熔接点；反射光纤插入至第三毛细管内，反射光纤的左端面穿出第三毛细管的左侧端面，第三毛细管从右侧整体插入第一毛细管，第一毛细管与第三毛细管和反射光纤熔接，形成第二熔接点；第一熔接点与第二熔接点之间形成法珀腔；导入光纤与反射光纤同轴，导入光纤的右端面与反射光纤的左端面间形成光束干涉；熔接后的第一毛细管从主体的右侧伸入至主体内的空腔和第二通孔，导入光纤经第一通孔从主体的左侧伸出；第一毛细管的左侧端面与支撑面接触，支撑面为第一毛细管提供支撑；第一毛细管与第二通孔之间填充粘接剂，进而将第一毛细管固定在第二通孔内；主体内部空腔的右侧设置堵头，与主体密封形成容纳腔；第一熔接点和第二熔接点均处于容纳腔内，第一熔接点距离第二通孔的右侧有距离，使得粘接剂没有覆盖到第一熔接点；主体位于容纳腔的侧壁上开设有多个导压孔，液体或气体通过导压孔进入容纳腔内，进而作用到第一毛细管上，对法珀腔形成压力。

主体和堵头的材料采用金属，为不锈钢或其他种类金属；主体的左侧能够与其他部件形成密封连接。

第二毛细管和第三毛细管具有相同的内径和外径，第二毛细管和第三毛细管的内径大于导入光纤和反射光纤的外径，第一毛细管的内径大于第二毛细管和第三毛细管的外径，第一毛细管的外径小于第二通孔的直径，且第一毛细管的内径大于第一通孔的直径。第一通孔的直径大于导入光纤的外径，确保导入光纤能够自由穿过第一通孔。

第一毛细管、第二毛细管和第三毛细管采用的材质与光纤的相同。

熔接第一毛细管与第二毛细管和导入光纤，以及熔接第一毛细管与第三毛细管和反射光纤，采用电弧放点熔接，或采用高能激光熔接。