CN102095535A - 带温度补偿的光纤光栅压力传感器 - Google Patents
带温度补偿的光纤光栅压力传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102095535A CN102095535A CN2009102290328A CN200910229032A CN102095535A CN 102095535 A CN102095535 A CN 102095535A CN 2009102290328 A CN2009102290328 A CN 2009102290328A CN 200910229032 A CN200910229032 A CN 200910229032A CN 102095535 A CN102095535 A CN 102095535A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- temperature compensation
- pressure
- sensor
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明提供一种带温度补偿的光纤光栅压力传感器。特别指出的是提供一种带温度补偿的光纤光栅压力传感器，带有温度补偿作用的，包括有温度补偿棒、感压膜、外壳、耐高温光纤光栅、一定长度的传导单模高温光纤组成。它结构紧凑简单，安全性能可靠，使用寿命长，能在350摄氏度高温下稳定工作，灵敏度高并可调，安装使用方便，与传统的传感器相比较，具有工作时无噪音、无污染，使用寿命长、免维护、不用附加其它能源，可以应用在传统传感器不能应用的多种领域，是一种应用广泛及前景广阔的新一代理想的传感器。尤其是在核电站、油田、航天、化工、矿业等领域上有突出的应用空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤光栅传感器，具体涉及一种高精度、高压力、范围内使用的带温度补偿的光纤光栅压力传感器。
背景技术
众所周知，光纤光栅传感器技术在数据采集领域中的优势得到广泛的认可。在使用环境上：它与传统的传感器相比较具有很多优势，尤其是在特殊环境下它具有不可替代的明显特性；在测试精度上它提供的参数和准确性，是目前其它类传感器所不能达到的。
目前，现有的光纤光栅压力传感器，在实际应用中，都存在如下问题：一是都不带有温度补偿功能，造成应用范围过窄，尤其是不能在高温环境下使用；二是无法保证在高温环境下参数测量的可靠性；三是因结构设计过于简单，造成传感器的使用寿命较短，尤其在温度超过100度时，极易损坏。
随着光纤光栅传感器在实践中的不断应用，耐高温的光纤光栅压力传感器需求的呼声越来越高，合理的设计制造出耐高温的、带温度补偿的光纤光栅压力传感器，可能是未来发展的大方向，人们对高精度、高效率的光纤光栅压力传感器的需求也更加迫切。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题和现状，所要解决的技术问题是：提供一种带温度补偿的光纤光栅压力传感器。
本发明所要解决的又一技术问题是：提供一种结构简单、封装容易、耐高温、使用寿命长的带温度补偿的光纤光栅压力传感器。
本发明的具体实施方案是：一种带温度补偿的光纤光栅压力传感器，具体说明的是：本传感器是带有温度补偿作用的，它包括有温度补偿棒、感压膜、外壳、耐高温光纤光栅、一定长度的传导单模高温光纤组成。
特别指出的是温度补偿棒是采用两种不同的金属或非金属材料制成的；感压膜是特殊耐腐蚀的高弹性金属轧制而成，其厚度可根据被测压力的动态范围自由选择的；外壳是由金属或金属复合材料制成；耐高温光纤光栅是采用外涂耐高温涂料的特种单模光纤，经光敏化而制成的；一定长度的传导单模高温光纤是采用外涂耐高温涂料的特种单模光纤组成。
特别要求保护的技术方案是：
本发明所述的感压膜特点为：感压膜中央是连接有一温度补偿棒的，温度补偿棒是由有一定热膨胀系数的金属或非金属制成，并与感压膜连成一体；感压膜的边缘与金属外壳前端封装在一起，当外界压力变化时感压膜的温度补偿棒一起受压移动。
本发明所述的温度补偿棒特点为：温度补偿棒的另一端与耐高温光纤光栅用耐高温胶粘剂粘结在一起的，当外界压力使感压膜及温度补偿棒移动时，与之相连的耐高温光纤光栅，亦随之拉紧或放松，从而使耐高温光纤光栅的反射波长一同改变，压力变大，反射波长变短；压力变小，反射波长变长。
本发明具体特点还在于：本发明的传感器内的耐高温光纤光栅的另一端，在做好预拉伸后是与传感器外壳的另一端粘接在一起的，并由传到光纤引出壳体外。
本发明具体特点还在于：温度补偿棒材料的热膨胀系数必须大于外壳材料的热膨胀系数；温度补偿棒和外壳所用的材料包括：金属、非金属之间任意组合而成。
本发明具体特点还在于：上述的耐高温光纤光栅与其它材料部件的粘接是采用特种耐高温的高分子聚合物组成的胶粘剂粘接在一起。
本发明具体特点还在于：上述的耐高温光纤光栅是采用外涂耐高温涂料的特种单模光纤光栅，经过光敏化而制成的；耐高温光纤光栅的裸光纤部分，全部经过专用高温涂料涂敷的；耐高温光纤光栅与传导高温光纤采用熔接技术连接在一起，以确保其低损耗传输。
附图说明
图为本发明带温度补偿的光纤光栅压力传感器结构示意图：
1、感压膜；2、温度补偿棒；3、耐高温胶粘剂4、外壳；5、耐高温光纤光栅；6、耐高温传导光纤；
本发明的带温度补偿的光纤光栅压力传感器具有如下优点：
结构紧凑简单，安全性能可靠，使用寿命长，能在350度高温下稳定工作，灵敏度高并可调，安装使用方便，与传统的传感器相比较，具有工作时无噪音、无污染，使用寿命长、免维护、不用附加其它能源，可以应用在传统传感器不能应用的多种领域，是一种应用广泛及前景广阔的新一代理想的传感器。尤其是在核电站、油田、航天、化工、矿业等领域上有突出的应用空间。
具体实施例
下面结合说明书附图和实例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：见图将直径100-200mm、厚度0.6-1.2mm不锈钢的1感压膜，中间打一直径.35-6mm的孔，其与2温度补偿器的直径相当，并把2温度补偿棒的一端与1感压膜相粘接在一起，再用3耐高温胶粘剂将2温度补偿棒的一端与5耐高温光纤光栅粘接成一体，将5耐高温光纤光栅的另一端与6耐高温传导光纤熔接在一起，穿出4外壳的出纤端，再用耐高温胶将感压膜与4外壳粘接在一起，最后将光纤光栅预拉伸1.5-3nm与外壳出纤端粘接在一起即可。
实施例2：见图将直径100-200mm、厚度0.6-1.2mm不锈钢的1感压膜，中间打一直径.35-6mm的孔，其与玻璃材质的2温度补偿器的直径相当，并把玻璃材质的2温度补偿棒的一端与1感压膜相粘接在一起，再用3耐高温胶粘剂将玻璃材质的2温度补偿棒的一端与5耐高温光纤光栅粘接成一体，将5耐高温光纤光栅的另一端与6耐高温传导光纤熔接在一起，穿出4外壳的出纤端，再用耐高温胶将感压膜与4外壳粘接在一起，最后将光纤光栅预拉伸1.5-3nm与外壳出纤端粘接在一起即可。
Claims (7)
1.一种高温环境下使用的一种带温度补偿的压力光纤光栅传感器。其特征在于：包括有位于最前端的1金属感压膜，与感压膜中心相连接在一起的2温度补偿棒，用来固定2温度补偿棒与3耐高温胶粘剂、5耐高温光纤光栅、6耐高温传导光纤、4外壳。
2.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于2温度补偿棒及其组成的材料为：它的热膨胀系数要大于外壳材料的热膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于4外壳所用材料的热膨胀系数要小于2温度补偿棒的热膨胀系数。
4.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于1感压膜与2温度补偿棒之间是采用耐高温胶相固定及密封。
5.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于1感压膜外延与4外壳之间采用耐高温胶相固定及密封。
6.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于所用的5耐高温光纤光栅为涂有耐高温涂料的特种耐高温光纤光栅。
7.根据权利要求1所述的带温度补偿的压力光纤光栅传感器，其特征在于所用的5耐高温光纤光栅要预拉伸1.5-3nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102290328A CN102095535A (zh) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | 带温度补偿的光纤光栅压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102290328A CN102095535A (zh) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | 带温度补偿的光纤光栅压力传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102095535A true CN102095535A (zh) | 2011-06-15 |
Family
ID=44128720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009102290328A Pending CN102095535A (zh) | 2009-12-09 | 2009-12-09 | 带温度补偿的光纤光栅压力传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102095535A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103411725A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种温度同步响应双光栅压力传感器及其制备方法 |
| CN108896232A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-27 | 西安交通大学 | 一种具有温度补偿功能的光纤式超高温压力传感器 |
-
2009
- 2009-12-09 CN CN2009102290328A patent/CN102095535A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103411725A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-27 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种温度同步响应双光栅压力传感器及其制备方法 |
| CN103411725B (zh) * | 2013-07-26 | 2015-07-08 | 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 | 一种温度同步响应双光栅压力传感器及其制备方法 |
| CN108896232A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-27 | 西安交通大学 | 一种具有温度补偿功能的光纤式超高温压力传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goossens et al. | Aerospace-grade surface mounted optical fibre strain sensor for structural health monitoring on composite structures evaluated against in-flight conditions | |
| Liang et al. | A fiber Bragg grating pressure sensor with temperature compensation based on diaphragm-cantilever structure | |
| Xu et al. | A novel temperature-insensitive optical fiber pressure sensor for harsh environments | |
| CN201628591U (zh) | 光纤光栅温度传感器 | |
| CN202494531U (zh) | 一种fbg光栅免应力增敏温度传感器的封装件 | |
| CN106052727B (zh) | 一种基于光纤微型法布里-珀罗腔的传感器装置 | |
| CN203163913U (zh) | 具有温度补偿的膜片型光纤光栅压力传感器 | |
| Vorathin et al. | A natural rubber diaphragm based transducer for simultaneous pressure and temperature measurement by using a single FBG | |
| CN201425524Y (zh) | 一种光纤光栅型温度传感器 | |
| CN201535667U (zh) | 一种对温度变化不敏感的双管式光纤Bragg光栅应变传感器 | |
| CN102235921A (zh) | 同时检测应变与温变的光纤传感器 | |
| CN203337300U (zh) | 一种变压器绕组幅向应力测量装置 | |
| Glišić et al. | Integrity monitoring of an old steel bridge using fiber optic distributed sensors based on Brillouin scattering | |
| Fu et al. | Fiber optic acoustic emission sensor and its applications in the structural health monitoring of CFRP materials | |
| CN204855018U (zh) | 光纤光栅温度传感器 | |
| CN201266078Y (zh) | 一种光纤光栅应变传感器 | |
| CN103389176A (zh) | 一种变压器绕组幅向应力测量装置和测量方法 | |
| CN101571380A (zh) | 大量程光纤光栅应变传感器 | |
| Perry et al. | Hybrid optical-fibre/geopolymer sensors for structural health monitoring of concrete structures | |
| CN102095535A (zh) | 带温度补偿的光纤光栅压力传感器 | |
| CN103673913A (zh) | 一种新型光纤应变传感器及安装方法 | |
| CN101387500B (zh) | 基于热应力机制的光纤光栅温度自补偿应变传感器 | |
| CN102374913A (zh) | 基于光纤微弯损耗的通用型压力感测装置 | |
| CN202757707U (zh) | 一种快速响应高灵敏度光纤光栅温度传感器 | |
| CN208653496U (zh) | 一种光纤传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Kong Qingan Document name: Review of business letter |
|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Tianjin Metalworking Machinery Equipment Manufacturing Co., Ltd. Kong Qingan Document name: Notification of before Expiration of Request of Examination as to Substance |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110615 |