專利名稱：光纖管道液壓傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及光纖傳感器技術領域，尤其涉及 一 種 光纖管道液壓傳感器。
背景技術：
光纖傳感器與對應的常規傳感器相比，在靈敏度、 動態范圍、可靠性等方面具有明顯的優勢，在建筑、 石油、軍事應用領域顯得尤為突出。
光纖壓強器是利用光纖的傳光特性以及它與
周圍環境相互作用產生的種種調制效應探測周圍環
境壓強的儀器'它與傳統的壓強傳感祖 益相比，有以下
主要優勢:壓強靈敏度咼、不受電磁干擾、重輕、
耐高溫、結構小巧、可靠型口 同以及兼亙信息傳感及
光信息傳輸于—等優點。
鑒于光纖壓強傳感器的如上技術優勢，可滿足各
發達國家在石油軍事等領域的要求， 目前已經在此方面積極展開研究。
在常見的強度調制型、數字式、光纖光柵式光纖 壓強傳感器中，光纖光柵式光纖壓強傳感器是目前的 主要研究方向。
傅海威等人報道了 - -種光纖光柵壓力傳感器，是 采用在將光纖光柵粘接在圓形膜片上進行增敏的辦 法，通過圓膜片在周向上的應變來帶動光纖光柵產生 應變，從而檢測壓強。這樣制作的光纖壓強傳感器的 受到封裝工藝的影響比較大；膠層不均勻會使光纖受 力不均勻，易產生啁啾；無法對管道的液壓進行測量， 并且對于溫度的變化較為敏感。
因此，如何減小封裝難度，可以進行管道液壓的 測量，同時消除溫度敏感是光纖壓強傳感器研究領域 必需解決的重要技術之一 。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供 一 種光纖 管道液壓傳感器，以減小光纖壓強傳感器的封裝工藝 難度，可以進行管道液壓的測量，并進行溫度補償。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現
的
本發明 一 種光纖管道液壓傳感器，其特征在于，
包括
一支撐筒，該支撐筒為圓筒狀結構，其下部有一 圓孔，該支撐筒的內壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安
裝光纖光柵；
一內筒，該內筒安裝于支撐筒內部，該內筒的開
口 一端有 一 凸緣，該凸緣的外徑與支撐筒的內徑相同， 該內筒的外壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安裝光纖光
一第 一 光纖光柵，該第 一 光纖光柵的兩端分別粘 接于支撐筒內壁的兩凸臺上；
- 一第二光纖光柵，該第二光纖光柵的兩端分別粘 接于內筒的外壁上的兩凸臺上，該兩光纖光柵的尾纖 從支撐筒下部的圓孔中引出，用于連接檢測設備。
其中所述的支撐筒的下部進一步可以固定有一圓 柱型接頭，該圓柱型接頭的中間有 一 小孔，該圓柱型 接頭的小孔與支撐筒下部的圓孔連通。
其中所述的內筒與支撐筒采用螺紋連接或粘接。
其中所述內筒的上部內壁有螺紋，用于和待測液 體管道連接。
其中所述的內筒與支撐筒的材料的熱膨脹系數相
同 o 從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益 效果
1 、工藝簡單。通過將光纖光柵粘接于凸臺進行 壓強檢測和溫度補償減小了工藝難度，使得工藝 一 致 性易于保證。
2 、可靠性高，重復性好。用于檢測壓強的光纖 光柵5粘接于內筒2上的凸臺6和7上，避免了對光 纖光柵的直接粘接，消除了啁啾效應。
3 、方便管道液壓測量。可以通過標準螺紋1 3 直接安裝于待測液體管道，使用方便。
4 、消除了外界溫度變化的影響。通過溫度補償 光纖光柵9進行了溫度補償，使傳感器因外界溫度變 化引起的偏差被剔除掉。
為進 一 步說明本發明的具體技術內容，以下結合 實施例及附圖詳細說明如后，其中
圖1為本發明提供的光纖管道液壓傳感器的結構 剖面示意圖。
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明 白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進 一步詳細說明。
如圖1所示，圖1為本發明'提供的光纖管道液壓 傳感器的結構剖面示意圖。該光纖管道液壓傳感器包 括
一支撐筒1 Q ，該支撐筒1 Q為圓筒狀結構，其
下部有 一 圓孔l 1 ，該支撐筒1 Q的內壁沿軸向粘接 有兩凸臺l 2、1 3，用于安裝光纖光柵3 0;
一內筒2 Q ，該內筒2 0安裝于支撐筒1 0內部， 該內筒2 0的開口 一端有 一 凸緣2 1 ，該凸緣2 1的
外徑與支撐筒1 Q的內徑相同，該內筒2 Q的外壁沿 軸向粘接有兩凸臺2 2、2 3，用于安裝光纖光柵4
0 ;
一第 一 光纖光柵3 Q ，該第 一 光纖光柵3 Q的兩
端分別粘接于支撐筒1 Q內壁的兩凸臺1 2禾卩1 3 上，光纖光柵3 0位于凸臺1 2禾n 1 3的中央，光纖 光柵3 0用于進行溫度補償；
--第二光纖光40 ，該鬼光纖光柵40的兩
丄山 / V 順分別粘接于內筒20的外壁上的兩凸臺2 2禾n 2 3
上，光纖光柵40位于凸臺22和23的中央，光纖
4 0感受內筒20在液壓作用下的應變；該兩光
纖光柵3 Q 、4 Q的尾纖從支撐筒1 Q下部的圓孑L 1 1中引出，用于連接檢測設備。
支撐簡1 0的下部進 一 步可以固定有 一 圓柱型接
頭5 Q ，該圓柱型接頭5 0的中間有 一 小孑L 5 1 ，該 圓柱型接頭5 0的小孔5 1與支撐筒1 0下部的圓孔 1 1連通，用于引出光纖光柵3 Q 、4 0的尾纖。
所述的內筒2 Q與支撐筒1 Q采用螺紋連接或粘 接，使之成為 一 個整體。
所述內筒2 0的上部內壁有螺紋2 4 ，用于和待 測液體管道連接。
為了使內筒2 Q在感受液壓時產生盡量均勻的應 變，內筒2 0的側壁厚度 一 般遠小于凸緣2 1的厚度 和其底端的厚度，其側壁為敏感元件。
當外界有壓強作用于傳感器上時，內筒2 0發生 形變而伸長，凸臺2 2與凸臺2 3之間的距離發生改 變，帶動粘接在其上的光纖光柵4 Q產生拉應變，從 而引起光柵反射波長的變化。對于光纖光柵，其反射 波長的變化量與所受應變成正比，故通過檢測波長的 變化量可以得到外界壓強的大小。
內筒2 Q與支撐筒1 Q采用熱膨脹系數相同的材 料制作，當外界的溫度發生變化時，由于溫度變化引 起的光纖光柵反射波長的變化對于傳感光纖光柵4 0
和溫度補償光纖光柵3 0是相同的，故可以通過相減 消除溫度變化的影響。
同時，可以通過調節內筒2 0的厚度、半徑等幾 何參數或者彈性模量等材料參數等來調節光纖管道液 壓傳感器的靈敏度。
并且，可以將該光纖管道液壓傳感器的光纖光柵
3 0和光鄉千光柵4 0的尾纖分別與另——■光纟千管道液壓傳感器的傳感光纖光相fr和溫度補償光纖光柵串聯起
來，進行多點、測量。
以上所述的具體實施例，對本發明的巨的、技術
方案和有—、■ /— JUL效果進行了進一步詳細說明所應理解的
是，以上所述僅為本發明的胃體實施例而已并不用
于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所做
的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明
的保護范圍之內。
權利要求
1、一種光纖管道液壓傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為圓筒狀結構，其下部有一圓孔，該支撐筒的內壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安裝光纖光柵；一內筒，該內筒安裝于支撐筒內部，該內筒的開口一端有一凸緣，該凸緣的外徑與支撐筒的內徑相同，該內筒的外壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安裝光纖光柵；一第一光纖光柵，該第一光纖光柵的兩端分別粘接于支撐筒內壁的兩凸臺上；一第二光纖光柵，該第二光纖光柵的兩端分別粘接于內筒的外壁上的兩凸臺上，該兩光纖光柵的尾纖從支撐筒下部的圓孔中引出，用于連接檢測設備。
2 、根據權利要求1所述的光纖管道液壓傳感器， 其特征在于，其中所述的支撐筒的下部進 一 步可以固 定有 一 圓柱型接頭，該圓柱型接頭的中間有 一 小孔， 該圓柱型接頭的小孔與支撐筒下部的圓孔連通。
3 、根據權利要求1所述的光纖管道液壓傳感器，其特征在于，其中所述的內筒與支撐筒釆用螺紋連接 或粘接。
4 、根據權利要求1所述的光纖管道液壓傳感器， 其特征在于，其中所述內筒的上部內壁有螺紋，用于 和待測液體管道連接。
5 、根據權利要求1所述的光纖管道液壓傳感器， 其特征在于，其中所述的內筒與支撐筒的材料的熱膨 脹系數相同。
全文摘要
一種光纖管道液壓傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為圓筒狀結構，其下部有一圓孔，該支撐筒的內壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安裝光纖光柵；一內筒，該內筒安裝于支撐筒內部，該內筒的開口一端有一凸緣，該凸緣的外徑與支撐筒的內徑相同，該內筒的外壁沿軸向粘接有兩凸臺，用于安裝光纖光柵；一第一光纖光柵，該第一光纖光柵的兩端分別粘接于支撐筒內壁的兩凸臺上；一第二光纖光柵，該第二光纖光柵的兩端分別粘接于內筒的外壁上的兩凸臺上，該兩光纖光柵的尾纖從支撐筒下部的圓孔中引出，用于連接檢測設備。
文檔編號G01L11/00GK101201283SQ20061016510
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年12月13日
發明者劉育梁, 張文濤, 芳 李 申請人:中國科學院半導體研究所