CN205958154U - 一种光纤光栅压力传感器 - Google Patents
一种光纤光栅压力传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205958154U CN205958154U CN201620724845.XU CN201620724845U CN205958154U CN 205958154 U CN205958154 U CN 205958154U CN 201620724845 U CN201620724845 U CN 201620724845U CN 205958154 U CN205958154 U CN 205958154U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- assembly
- pressure sensor
- bragg grating
- grating
- fiber bragg
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本实用新型提供光纤光栅压力传感器，包括光纤、玻璃毛细管、应变光栅、测温光栅、第四组件、第一组件、第二组件、第三组件；应变光栅和测温光栅为设置在所述光纤上两个光栅，所述应变光栅穿入所述玻璃毛细管内，所述应变光栅与所述玻璃毛细管固定，所述第一组件的第一端设有弹性膜片，所述第一组件的第二端与所述第二组件与密封连接，通过所述第一组件和第二组件将所述玻璃毛细管固定，所述第二组件设有通气孔，所述第三组件与第一组件的第二端密封连接，所述第四组件与第三组件之间密封连接。本实用新型可有效提升光纤光栅压力传感器的测量精度，提高压力传感器的可靠性。应用广泛，适用于各种复杂环境中。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域，涉及一种光纤光栅压力传感器。
背景技术
光纤光栅压力传感器是广泛应用于桥梁、水坝、水文、隧道、化工、气象、边坡、油井等进行实验检测或监测的常用传感元件。
电子类压力传感器易受温度和电磁干扰，其在工作过程中易发生放电现象，在油井、油罐监控环境中易发生火灾。因此电子类压力传感器在某些恶劣环境中的安全性和可靠性等方面存在很大问题，然而，光纤光栅压力传感器完全不受以上问题的影响，可应用于复杂恶劣的监测环境中。
当前大部分光纤光栅压力传感器的工作原理为将一个施加了预拉伸的光纤光栅与一弹性膜片相连，当环境压力发生变化的时候，引起弹性膜片中心挠度的变化，进而传导至光纤光栅上，使光纤光栅收缩，释放预拉力，引起光纤光栅中心波长的漂移，以此来监测环境压力。
由于弹性膜片的结构导致其中心是对外界环境响应最灵敏的位置，并弹性膜中心最大挠度分别与压力、弹性膜半径的四次方成正比，与弹性膜厚度的三次方成反比。所以在弹性膜中心挠度一定的情况下，可以通过改变弹性膜的厚度和半径来调节传感器的测量范围。
基于此原理的压力传感器内部应变光栅始终处于预拉的状态，在制作过程中如果预拉力过大导致光栅损伤，机械性能降低，可靠性差等缺陷，预拉力过小将影响压力传感器的测量范围。并且长时间处于某一压强环境内时，弹性膜片长时间处于微应变状态，当环境压强变小的时候，弹性膜片超出其疲劳极限不能恢复至原状态，导致测量偏差。
实用新型内容
为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种光纤光栅压力传感器，包括光纤、玻璃毛细管、应变光栅、测温光栅、第四组件、第一组件、第二组件、第三组件；应变光栅和测温光栅为设置在所述光纤上两个光栅，所述应变光栅穿入所述玻璃毛细管，所述应变光栅与所述玻璃毛细管固定，所述第一组件的第一端设有弹性膜片，所述第一组件的第二端与所述第二组件与密封连接，通过所述第一组件和第二组件将所述玻璃毛细管固定，所述第二组件设有通气孔，所述第三组件与第一组件的第二端密封连接，所述测温光栅保持弯曲状，所述第四组件与第三组件之间密封连接，所述第四组件中间留有小孔，所述光纤从小孔中间穿出。
作为本实用新型的进一步改进，所述应变光栅涂覆层去除长度与玻璃毛细管长度一致，所述应变光栅位置位于裸纤区域中心，
作为本实用新型的进一步改进，所述玻璃毛细管两端面与轴向垂直。
作为本实用新型的进一步改进，使用胶粘的方式将所述应变光栅与所述玻璃毛细管固定。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一组件为一体式加工设计。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一组件第一端设有过滤网。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二组件与第一组件为螺纹装配，且使用密封胶密封。
作为本实用新型的进一步改进，所述第三组件与第一组件之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶。
作为本实用新型的进一步改进，所述第四组件与第三组件之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型使用玻璃毛细管作为环境压力变化与光纤光栅之间的传导媒介，改变原压力传感器光纤光栅在预拉伸条件下工作的基本原理，提高传感器的测量精度和使用寿命，提高压力传感器的可靠性。本实用新型采用全密闭的结构设计，特殊的合金材料，应用广泛，适用于各种复杂环境中。
附图说明
图1是本实用新型一种光纤光栅压力传感器结构示意图。
图中各部件名称如下：
玻璃毛细管1；应变光栅2；测温光栅3；第四组件4；第一组件5；第二组件6；第三组件7。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，一种光纤光栅压力传感器，包括光纤；玻璃毛细管1；应变光栅2；测温光栅3；第四组件4；第一组件5；第二组件6；第三组件7；
应变光栅2和测温光栅3为一根光纤上两个光栅；
先将应变光栅2部分的涂覆层去除，并使用无水乙醇反复擦拭干净，穿入玻璃毛细管1内，应变光栅2涂覆层去除长度与玻璃毛细管1长度一致，并保证应变光栅2位置位于裸纤区域中心；
玻璃毛细管1两端面与轴向垂直，需放入无水乙醇内经超声波清洗机反复清洗，再置于高温烤箱烘烤后方可使用，以保证光纤与毛细管之间的粘接可靠；
使用胶粘的方式将应变光栅2与玻璃毛细管1固定，且胶水具备耐高温特性，因此本实用新型压力传感器可应用于高温环境中；
第一组件5为一体式加工设计，有效保证其密闭性，广泛应用于气体或液体环境中。第一组件5前端(图中的右侧)可加工与之配合的螺纹，当用于液压测量时可增加过滤网，方便使用；第一组件5的后端为弹性膜片。
第二组件6与第一组件5为螺纹装配，且装配过程中使用密封胶，保证器件的可靠性；
通过第一组件5和第二组件6将玻璃毛细管组件固定，且在连接面使用耐高温胶水进行粘接；
第二组件6留有通气孔，保证应变光栅2和测温光栅3两区域的空气流通，使两区域的温度变化保持一致，提高测量精度和准确度；
第三组件7与第一组件5之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶，保证组件连接处有效密封；
测温光栅3保持弯曲状，确保其波长变化仅由温度导致，增加器件测量的准确性；
第四组件4与第三组件7之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶，确保连接处有效密封；
第四组件4中间留有小孔，光纤从小孔中间穿出；并设置有胶池，灌注防水密封硅胶，保证器件的密封性；
本实用新型压力传感器各组件材料为耐腐蚀合金，可广泛应用于各种复杂环境中；
工作原理：
本实用新型压力传感器在初始状态时应变光栅在毛细管内处于自然伸直状态，当环境压力增加时，引起第一组件5的弹性膜片的中心挠度发生变化，进而传导至玻璃毛细管1，由于应变光栅2与玻璃毛细管1粘接为一整体，导致应变光栅2压缩，应变光栅2的中心波长随之发生变化；同理，当环境压力降低时，由于玻璃材料本身的特性，会迅速回弹，减小压缩。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：包括光纤、玻璃毛细管（1）、应变光栅（2）、测温光栅（3）、第四组件（4）、第一组件（5）、第二组件（6）、第三组件（7）；应变光栅（2）和测温光栅（3）为设置在所述光纤上两个光栅，所述应变光栅（2）穿入所述玻璃毛细管（1），所述应变光栅（2）与所述玻璃毛细管（1）固定，所述第一组件（5）的第一端设有弹性膜片，所述第一组件（5）的第二端与所述第二组件（6）与密封连接，通过所述第一组件（5）和第二组件（6）将所述玻璃毛细管（1）固定，所述第二组件（6）设有通气孔，所述第三组件（7）与第一组件（5）的第二端密封连接，所述测温光栅（3）保持弯曲状，所述第四组件（4）与第三组件（7）之间密封连接，所述第四组件（4）中间留有小孔，所述光纤从小孔中间穿出。
2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述应变光栅（2）涂覆层去除长度与玻璃毛细管（1）长度一致，所述应变光栅（2）位置位于裸纤区域中心，
根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述玻璃毛细管（1）两端面与轴向垂直。
3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：使用胶粘的方式将所述应变光栅（2）与所述玻璃毛细管（1）固定。
4.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述第一组件（5）为一体式加工设计。
5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述第一组件（5）第一端设有过滤网。
6.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述第二组件（6）与第一组件（5）为螺纹装配，且使用密封胶密封。
7.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述第三组件（7）与第一组件（5）之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶。
8.根据权利要求1所述的一种光纤光栅压力传感器，其特征在于：所述第四组件（4）与第三组件（7）之间为螺纹锁紧固定，螺纹间涂有密封胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620724845.XU CN205958154U (zh) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 一种光纤光栅压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620724845.XU CN205958154U (zh) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 一种光纤光栅压力传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205958154U true CN205958154U (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=57970352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620724845.XU Expired - Fee Related CN205958154U (zh) | 2016-07-08 | 2016-07-08 | 一种光纤光栅压力传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205958154U (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110186589A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-30 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 一种耐高水压的光纤光栅温度传感器及装配方法 |
| CN110799820A (zh) * | 2017-06-27 | 2020-02-14 | 飞波传感公司 | 具有π相移布拉格光栅的光学传感器和使用其的光学感测系统 |
| CN110954242A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-03 | 武汉理工大学 | 一种基于光纤光栅的分布式液体温度传感器 |
| CN111678539A (zh) * | 2019-03-11 | 2020-09-18 | 新加坡国立大学 | 用于手术器械的光纤光栅传感器 |
| CN112525237A (zh) * | 2019-09-17 | 2021-03-19 | 武汉理工大学 | 基于环氧树脂封装的efpi-fbg复合压力温度传感器及测量方法 |
| CN112880584A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-01 | 北京航天控制仪器研究所 | 光纤光栅预加载压应力的耐高温应变传感器及其制备方法 |
-
2016
- 2016-07-08 CN CN201620724845.XU patent/CN205958154U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110799820A (zh) * | 2017-06-27 | 2020-02-14 | 飞波传感公司 | 具有π相移布拉格光栅的光学传感器和使用其的光学感测系统 |
| CN110799820B (zh) * | 2017-06-27 | 2021-12-07 | 飞波传感公司 | 具有π相移布拉格光栅的光学传感器和使用其的光学感测系统 |
| CN111678539A (zh) * | 2019-03-11 | 2020-09-18 | 新加坡国立大学 | 用于手术器械的光纤光栅传感器 |
| CN111678539B (zh) * | 2019-03-11 | 2024-02-13 | 新加坡国立大学 | 用于手术器械的光纤光栅传感器 |
| CN110186589A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-30 | 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 | 一种耐高水压的光纤光栅温度传感器及装配方法 |
| CN112525237A (zh) * | 2019-09-17 | 2021-03-19 | 武汉理工大学 | 基于环氧树脂封装的efpi-fbg复合压力温度传感器及测量方法 |
| CN112525237B (zh) * | 2019-09-17 | 2023-03-24 | 武汉理工大学 | 基于环氧树脂封装的efpi-fbg复合压力温度传感器及测量方法 |
| CN110954242A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-03 | 武汉理工大学 | 一种基于光纤光栅的分布式液体温度传感器 |
| CN112880584A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-01 | 北京航天控制仪器研究所 | 光纤光栅预加载压应力的耐高温应变传感器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205958154U (zh) | 一种光纤光栅压力传感器 | |
| CN100533086C (zh) | 一种光纤光栅压强传感器及其使用方法 | |
| CN203163913U (zh) | 具有温度补偿的膜片型光纤光栅压力传感器 | |
| CN201331395Y (zh) | 光纤光栅温度补偿传感器 | |
| CN110954242A (zh) | 一种基于光纤光栅的分布式液体温度传感器 | |
| Xiong et al. | Research on FBG pressure sensor of flat diaphragm structure | |
| CN201034747Y (zh) | 长周期光纤光栅解调的光纤光栅高温传感系统 | |
| CN113155163A (zh) | 基于双毛细管封装光纤温度压力传感器 | |
| CN105157873B (zh) | 圆环式光纤光栅温度传感器及封装方法 | |
| CN205958169U (zh) | 一种串联式光纤光栅压力传感器 | |
| CN205483422U (zh) | 一种基于光纤光栅的漏油检测装置 | |
| CN103048064A (zh) | 一种焊接封装的光纤宏弯损耗温度传感器制造方法 | |
| CN211576419U (zh) | 一种具有抗热应力功能的压力传感器 | |
| CN206311476U (zh) | 一种长期实时监测钢筋腐蚀的光纤光栅传感器 | |
| US10753775B1 (en) | Optical fiber flow sensor | |
| CN108931314A (zh) | 一种温度压力一体式传感器芯体及其制备方法 | |
| CN210513469U (zh) | 一种内置导热液的光纤光栅温度传感器 | |
| CN105258842A (zh) | 一种测量高压的厚膜式光纤光栅液压传感器 | |
| CN207816481U (zh) | 基于fbg的温度传感器 | |
| CN206848243U (zh) | 一种氧传感器和密封结构 | |
| CN2282180Y (zh) | 一种光纤温度传感器 | |
| CN206945172U (zh) | 一种温度光纤传感器 | |
| CN211347202U (zh) | 一种光纤光栅压力传感器 | |
| CN206496844U (zh) | 一种抗干扰红外线温度探测器 | |
| CN219829781U (zh) | 一种抗拉型表面安装式光纤光栅应变传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170215 Termination date: 20170708 |