[实用新型]一种侧面承压型光纤法布里-珀罗压力传感器封装结构

说明书

本实用新型提供了一种侧面承压型光纤法布里‑珀罗压力传感器封装结构。所述封装结构包括光纤F‑P干涉传感结构、封头套管、尾纤套管、直通套筒、第一、第二密封端帽；所述光纤F‑P干涉传感结构的尾纤端穿过尾纤套管，并与尾纤套管密封固定，封头套管套设在光纤F‑P干涉传感结构远离尾纤的端部，并与光纤F‑P干涉传感结构密封固定；在直通套筒上设有与其中心通孔连通的测压通孔，所述光纤F‑P干涉传感结构及两端的封头套管和尾纤套管一起插入直通套筒的中心通孔内，并通过对第一、第二密封端帽将直通套筒的两端口密封。本实用新型使得光纤F‑P腔仅感知侧面压力，解决了工程应用中安装方式受限的难题，并可有效提高光纤F‑P腔的长期可靠性。

技术领域

本实用新型属于压力传感领域，涉及一种侧面承压型光纤法布里-珀罗(简称F-P)压力传感器封装结构。

背景技术

当今社会，随着传感器的应用领域不断扩大，人们对传感器各方面性能要求不断提升，传统的传感器由于技术自身属性等限制，已经无法满足日益提高的性能要求。近些年，以光纤为媒介来感知和传输外界信号的新型传感技术，由于具有结构尺寸小、灵敏度高、抗电磁干扰等优势，被广泛应用于航空航天、轨道交通、电网系统等领域。

其中，压力传感器是热工、力学结构、损伤探测等领域的关键检测元件，如何实现高精度、安装空间受限、电磁辐射等复杂应用环境的压力测量，一直是人们急需解决的应用问题。相比于传统电学压力传感器，光纤压力传感器以其独特技术优势成为该领域的研究热点，而其中以光纤F-P(法布里-珀罗)型压力传感器最为典型。

光纤F-P型压力传感器的工作机制主要是基于F-P腔受压变形，使得腔长发生改变，通过解调干涉光信号计算出腔长值，从而得到外界的压力值。现有的光纤F-P型压力传感器的传感面基本都设置在光纤的顶端，只能测量来自于光纤端面方向的压力，即光纤端面与压力方向垂直，在某些特殊安装场合，例如侧壁安装测量孔道中的流压时，这种端面受压方式就会受到限制。专利CN 109459164 A中提出一种基于介质存储腔的光纤压力传感器，通过压力作用在光纤存储腔侧面的弹性膜片上引起介质折射率变化来感知外界信号，这种方法存在的缺点是介质折射率受温度串扰影响较大，存储腔内封装介质的工艺较复杂，同时存储腔仍存在端面压力的串扰。专利ZL 202021375099.0 中提出一种多面承压型光纤法布里-珀罗压力传感器，该方法的特点是端面和侧面同时感知外界压力，但由于两种作用机制相反，导致F-P腔线性响应较差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种侧面承压型光纤法布里-珀罗压力传感器封装结构，该压力传感器封装结构的传感器F-P腔仅侧面感压，其安装方式更加灵活，可以解决传统光纤F-P压力传感器的传感面基本都设置在光纤的顶端，只能测量来自于光纤端面方向的压力，安装环境受限的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种侧面承压型光纤法布里-珀罗压力传感器封装结构，其特征在于：所述封装结构包括光纤F-P干涉传感结构、封头套管、尾纤套管、直通套筒、第一密封端帽和第二密封端帽，所述光纤 F-P干涉传感结构是由两根端面切平的光纤穿入毛细管内形成的非本征型光纤F-P腔结构；所述封头套管为一端敞开另一端封闭的金属套管，所述尾纤套管为两端敞开的金属管，光纤F-P干涉传感结构的尾纤端穿过尾纤套管，并与尾纤套管密封固定，所述封头套管套设在光纤F-P干涉传感结构远离尾纤的端部，并与光纤F-P干涉传感结构密封固定，在封头套管和尾纤套管与光纤F-P干涉传感结构套装后，光纤F-P干涉传感结构的F-P腔部分外侧无套管；在直通套筒上设有与其中心通孔连通的测压通孔，所述光纤F-P干涉传感结构及两端的封头套管和尾纤套管一起插入直通套筒的中心通孔内，光纤 F-P干涉传感结构无套管的F-P腔部分正对测压通孔，并通过对第一密封端帽和第二密封端帽将直通套筒的两端口密封，且光纤F-P干涉传感结构的尾纤端伸出对应侧的密封端帽。