CN203191143U

CN203191143U - 一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器

Info

Publication number: CN203191143U
Application number: CN 201320130233
Authority: CN
Inventors: 饶云江; 付婷; 龚元; 吴宇; 牛文谦
Original assignee: WUXI CHENGDIAN OPTICAL FIBER SENSOR TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Sichuan Light Technology Co ltd
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-03-20

Abstract

本实用新型公开一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，包括弹性膜片及设置在弹性膜片下端的外壳，弹性膜片与外壳形成一密闭空间，其内设置有光纤光栅及用于传递形变的交叉式杠杆、传动件，交叉式杠杆由交叉设置的第一杠杆及第二杠杆构成，传动件的一端与弹性膜片相连接，另一端分别与第一杠杆、第二杠杆相接触，光纤光栅的一端与第一杠杆的末端连接，其另一端与第二杠杆的末端连接，且光纤光栅两端连接有尾纤，并套设有铠装光缆。所述的用于测量液体压力的光纤光栅传感器通过采用交叉式杠杆，只需改变交叉式杠杆的力矩，即可改变压力测量量程，相较于传统的用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其直径及厚度小，便于安装，结构简单，易于实现。

Description

一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器。

背景技术

光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、灵敏度高、动态范围大、信号传输损耗小、传输无源、可靠性高、成本低、便于级联等优点；因此，光纤光栅传感器应用十分广泛，尤其是在隧道、地铁、电力、油井等领域。其中，压力参数的测量是光纤光栅传感器极为广泛的应用之一。目前，国内外对液体压力检测的研究和产品很多，传统的液体压力的监测都是采用热电阻、热电偶、气动压力仪表以及石英晶体等电子类产品实现，既不安全又不经济；而光纤光栅压力传感器则能够避免电子类传感器的缺点实现高精度的压力测量，然而，现有市场上的光纤光栅压力传感器，其量程普遍较小且结构复杂，例如，油井下几十兆帕的大压力测量，其由于量程的限制，无法实现测量，而结构的复杂性也导致了其无法进行量产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，以解决现有光纤光栅传感器结构复杂，量程较小，无法测量较大液体压力的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，包括弹性膜片及设置在弹性膜片下端的外壳，所述弹性膜片与外壳形成一密闭空间，其内设置有光纤光栅及用于传递形变的交叉式杠杆、传动件，所述交叉式杠杆由交叉设置的第一杠杆及第二杠杆构成，所述传动件的一端与弹性膜片相连接，另一端分别与第一杠杆、第二杠杆相接触，所述光纤光栅的一端与第一杠杆的末端连接，其另一端与第二杠杆的末端连接，且光纤光栅两端连接有尾纤，并套设有铠装光缆。

进一步的，所述外壳由不锈钢材料制成。

进一步的，所述光纤光栅的一端通过粘结剂与第一杠杆的末端连接，其另一端通过粘结剂与第二杠杆的末端连接。

进一步的，所述传动件为倒T形结构，其包括横杆及纵杆，所述纵杆的一端固定在横杆中间处，另一端与弹性膜片固定连接，所述横杆的一端与第一杠杆相接触，另一端与第二杠杆相接触。

进一步的，所述交叉式杠杆通过细棒固定设置在弹性膜片与外壳形成的密闭空间内，所述细棒的两端设置有用以提高稳定性的固定杆。

本实用新型的有益效果为，所述的用于测量液体压力的光纤光栅传感器通过采用交叉式杠杆，只需改变交叉式杠杆的力矩，即可改变压力测量量程，相较于传统的用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其直径及厚度小，便于安装，结构简单，易于实现。

附图说明

图1为本实用新型一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器的结构示意图；

图2为本实用新型一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器的工作原理图。

图中:

1、外壳；2、弹性膜片；3、传动件；4、固定杆；5、铠装光缆；6、第一杠杆；7、光纤光栅；8、第二杠杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参照图1所示，图1为本实用新型一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器的结构示意图；于本实施例中，一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，包括弹性膜片2及设置在弹性膜片2下端的外壳1，所述外壳1由不锈钢材料制成，所述弹性膜片2与外壳1形成一密闭空间，其内设置有光纤光栅7及用于传递形变的交叉式杠杆、传动件3，所述交叉式杠杆由交叉设置的第一杠杆6及第二杠杆8构成，且交叉式杠杆通过细棒固定设置在弹性膜片2与外壳1形成的密闭空间内，所述细棒的两端设置有用以提高稳定性的固定杆4，所述传动件3为倒T形结构，其包括横杆及纵杆，所述纵杆的一端固定在横杆中间处，另一端与弹性膜片2固定连接，所述横杆的一端与第一杠杆6相接触，另一端与第二杠杆8相接触，所述光纤光栅7的一端通过粘结剂与第一杠杆6的末端连接，其另一端通过粘结剂与第二杠杆8的末端连接，且光纤光栅7两端连接有尾纤，并套设有铠装光缆5，接口处用粘结剂封死。

请参照图2所示，图2为本实用新型一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器的工作原理图；当有外界压力作用在弹性膜片2的外表面上时，将产生轴向和径向的应变，传动件3将轴向变化传递给交叉式杠杆，交叉式杠杆的力臂发生改变，此时，光纤光栅7在交叉式杠杆的作用下产生形变，使光纤光栅7的周期和有效折射率均发生变化，反射波长随之改变，通过检测光纤光栅7的反射光波长变化量，确定被测结构的应变量。本实用新型通过改变交叉式杠杆的力矩，即可改变压力测量的量程，且结构简单，便于安装，非常适合用于较大的液体压力测量。

本实用新型可采用此种方法制作：首先，根据实际要监测或测量的液体压力的需要，通过力学分析，设计好光纤光栅传感器的各部件尺寸；然后，分别制作光纤光栅传感器的弹性膜片2、交叉式杠杆，传动件3及外壳1；其次，根据结构设计图进行各部件的组装，尤其是交叉式杠杆的放置，应确保交叉式杠杆的上端与传动件3接触，将引出的光纤光栅7的尾纤用铠装光缆5保护起来；再次，组装好后，对光纤光栅传感器进行标定，确定好光纤光栅传感器的量程和精度；最后，根据设计的基本理论方法和实验结果，利用相关软件开发平台开发光纤光栅液体压力智能检测系统，从而检测光纤光栅7的反射光波长变化量。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其特征在于：包括弹性膜片及设置在弹性膜片下端的外壳，所述弹性膜片与外壳形成一密闭空间，其内设置有光纤光栅及用于传递形变的交叉式杠杆、传动件，所述交叉式杠杆由交叉设置的第一杠杆及第二杠杆构成，所述传动件的一端与弹性膜片相连接，另一端分别与第一杠杆、第二杠杆相接触，所述光纤光栅的一端与第一杠杆的末端连接，其另一端与第二杠杆的末端连接，且光纤光栅两端连接有尾纤，并套设有铠装光缆。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其特征在于：所述外壳由不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其特征在于：所述光纤光栅的一端通过粘结剂与第一杠杆的末端连接，其另一端通过粘结剂与第二杠杆的末端连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其特征在于：所述传动件为倒T形结构，其包括横杆及纵杆，所述纵杆的一端固定在横杆中间处，另一端与弹性膜片固定连接，所述横杆的一端与第一杠杆相接触，另一端与第二杠杆相接触。

5.根据权利要求1所述的一种用于测量液体压力的光纤光栅传感器，其特征在于：所述交叉式杠杆通过细棒固定设置在弹性膜片与外壳形成的密闭空间内，所述细棒的两端设置有用以提高稳定性的固定杆。