一種光纖壓力測量傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種光纖壓力測量傳感器，用于解決現(xiàn)有的壓力測量傳感器精度差、靈敏度低、穩(wěn)定性不好、部件加工繁瑣的問題，包括壓力膜片、膜片架、光纖敏感元件、彈性固定框、后塞、透水石、透水石架、尾纖套和外套筒；后塞設(shè)置在外套筒的一端，尾纖套與后塞連接，透水石通過透水石架安裝在外套筒的另一端；壓力膜片通過膜片架設(shè)置在透水石架的下方，膜片架與彈性固定框固定連接；彈性固定框的中央設(shè)置有柔性增強(qiáng)部，彈性固定框和柔性增強(qiáng)部為一體式結(jié)構(gòu)；光纖敏感元件固定在彈性固定框上并穿過后塞和尾纖套。本實(shí)用新型所得的光纖壓力測量傳感器精度高、靈敏度高、穩(wěn)定性好。
【專利說明】 一種光纖壓力測量傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及安全監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種光纖壓力測量傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖光柵傳感器(Fiber Grating Sensor)為光纖傳感器的一種,通過外界物理參量對光纖布拉格(Bragg)波長的調(diào)制來獲取傳感信息，是一種波長調(diào)制型的光纖傳感器，具有可靠性好、測量精度高、可時時監(jiān)測、抗電磁干擾且抗雷擊等優(yōu)點(diǎn)，主要包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器和壓力傳感器。
[0003]光纖壓力測量傳感器可以對壓力或者拉力進(jìn)行監(jiān)測，如橋梁結(jié)構(gòu)的拉索的整體索力、高緯度海洋平臺的冰壓力以及道路的土壤壓力、水壓力等。傳統(tǒng)的壓力測量傳感器多為電子式傳感器，傳輸距離近、不抗雷擊、不抗電磁干擾?，F(xiàn)有的光纖壓力測量傳感器主要包括壓力膜片和測量元件，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷，導(dǎo)致傳感器精度差、靈敏度低、穩(wěn)定性不好、部件加工繁瑣等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提出一種光纖壓力測量傳感器，用于解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種光纖壓力測量傳感器，包括壓力膜片、膜片架、光纖敏感元件、彈性固定框、后塞、透水石、透水石架、尾纖套和外套筒；
[0007]后塞設(shè)置在外套筒的一端，尾纖套與后塞連接，透水石通過透水石架安裝在外套筒的另一端；
[0008]壓力膜片通過膜片架設(shè)置在透水石架的下方，膜片架與彈性固定框固定連接；
[0009]彈性固定框的中央設(shè)置有柔性增強(qiáng)部，彈性固定框和柔性增強(qiáng)部為一體式結(jié)構(gòu)；光纖敏感元件固定在彈性固定框上并穿過后塞和尾纖套。
[0010]優(yōu)選的，彈性固定框的頂部設(shè)置有螺桿，壓力膜片的底部設(shè)置有帶有螺紋孔的中央支柱，螺桿與螺紋孔匹配。
[0011]優(yōu)選的，柔性增強(qiáng)部的形狀包括:工字形、半圓形、螺旋形、V形和折線形。
[0012]優(yōu)選的，柔性增強(qiáng)部的上、下兩端分別設(shè)置有第一粘結(jié)處和第二粘結(jié)處，光纖敏感元件通過第一粘結(jié)處和第二粘結(jié)處粘結(jié)在彈性固定框上。
[0013]優(yōu)選的，壓力膜片、后塞、透水石架、膜片架與外套筒之間均設(shè)置有O型圈。
[0014]本發(fā)明提出的光纖壓力測量傳感器，通過在彈性固定框內(nèi)設(shè)置與彈性固定框?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)的柔性增強(qiáng)部，有效減小了彈性固定框?qū)毫δて睦Γ瑥亩岣吡藴y試的靈敏度和準(zhǔn)確度；將彈性固定框與外套筒通過螺紋連接為一體式結(jié)構(gòu)，提高了整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將光纖敏感元件粘結(jié)在彈性固定框上，方便部件加工，提高了組裝的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種光纖壓力測量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1、壓力膜片；2、光纖敏感兀件；21、第一光柵；22、第二光柵；3、彈性固定框；31、第一粘結(jié)處；32、第二粘結(jié)處；4、后塞；5、透水石；6、尾纖套；7、透水石架；8、外套筒；9、膜片架；10、柔性增強(qiáng)部。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]如圖1所示:一種光纖壓力測量傳感器，包括壓力膜片1、膜片架9、光纖敏感元件
2、彈性固定框3、后塞4、透水石5、透水石架7、尾纖套6和外套筒8 ;后塞4設(shè)置在外套筒8的一端，尾纖套6與后塞4連接，透水石5通過透水石架7安裝在外套筒8的另一端；壓力膜片I通過膜片架9設(shè)置在透水石架7的下方，膜片架9與彈性固定框3固定連接；彈性固定框3的中央設(shè)置有柔性增強(qiáng)部10，彈性固定框3和柔性增強(qiáng)部10為一體式結(jié)構(gòu)；光纖敏感元件2固定在彈性固定框3上并穿過后塞4和尾纖套6。
[0021]工作原理為:外界壓力通過透水石5，滲透到透水石架7，進(jìn)而作用到壓力膜片I上，壓力膜片I下凹導(dǎo)致彈性固定框3中央的彈性體下發(fā)生壓縮形變，進(jìn)而引起附著在彈性固定框3上的光纖敏感元件2變化，變化會以光信號的形式出輸出，經(jīng)光信號解調(diào)后得到壓力變化的多少。
[0022]本發(fā)明提出的光纖壓力測量傳感器，通過在彈性固定框內(nèi)設(shè)置與彈性固定框?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)的柔性增強(qiáng)部10，有效減小了彈性固定框?qū)毫δて睦?，大大提高了測試的靈敏度和準(zhǔn)確度。
[0023]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的再一實(shí)施例，彈性固定框3的頂部設(shè)置有螺桿(未標(biāo)出)，壓力膜片I的底部設(shè)置有帶有螺紋孔(未標(biāo)出)的中央支柱(未標(biāo)出)，螺桿與螺紋孔匹配。
[0024]將彈性固定框3與外套筒8通過螺紋連接為一體式結(jié)構(gòu)，提高了整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，經(jīng)過這樣設(shè)計(jì)，彈性固定框3頂部的螺桿可以插入壓力膜片I底部的螺紋孔，將彈性固定框3與外套筒8連接為一體，擰動螺桿方便調(diào)節(jié)波長。
[0025]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，柔性增強(qiáng)部10的形狀包括:工字形、半圓形、螺旋形、V形和折線形。
[0026]本實(shí)用新型專利中提及的柔性增強(qiáng)部10優(yōu)選的形狀為工字形、半圓形、方形、V形和折線形，它的設(shè)置可以最大限度的提高彈性固定框3的柔軟度，減小其對壓力膜片I的拉力，從而大大提高了測試的靈敏度與準(zhǔn)確度。當(dāng)然，柔性增強(qiáng)部10還可以是其他的形狀，比如方形等，只要起到增強(qiáng)柔性固定框3的柔性即可。
[0027]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，柔性增強(qiáng)部10的上、下兩端分別設(shè)置有第一粘結(jié)處31和第二粘結(jié)處32，光纖敏感元件2通過第一粘結(jié)處31和第二粘結(jié)處32粘結(jié)在彈性固定框3上。
[0028]光纖敏感元件2包括第一光柵21與第二光柵22，緊鄰膜片架9的第一光柵21為溫度光柵，第二光柵22為應(yīng)變光柵，溫度光柵主要為了測溫和應(yīng)變光柵進(jìn)行溫度補(bǔ)償，為了降低彈性固定框3材料的溫度系數(shù)對其影響，溫度光柵與應(yīng)變光柵均懸空設(shè)置；光纖敏感元件2粘結(jié)在彈性固定框3上，方便部件加工。
[0029]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的再一實(shí)施例，壓力膜片1、后塞4、透水石架7、膜片架9與外套筒8之間均設(shè)置有O型圈，O型圈的個數(shù)不限，據(jù)實(shí)際情況而定。
[0030]本實(shí)用新型提出的光纖壓力測量傳感器裝配過程如下:
[0031]步驟1:將壓力膜片I與膜片架9通過激光焊接，焊接牢固；
[0032]步驟2:將第一光柵21、第二光柵22及其他的光纖敏感元件2粘結(jié)到彈性固定框3的第一粘結(jié)處31與第二粘結(jié)處32，粘結(jié)方式不限；
[0033]步驟3:將步驟2得到的彈性固定框3頂部的螺桿擰到步驟I得到的壓力膜片I的中央支柱的螺紋孔內(nèi)，慢慢擰緊調(diào)節(jié)波長直到合適，然后通過激光焊接的方式將膜片架9同彈性固定框3的連接處焊接牢靠；
[0034]步驟4:將步驟3得到的器件放入到外套筒8內(nèi)，將光纖敏感元件2穿過后塞4、尾纖套6，之后在前部通過透水石架7安裝透水石5即可。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖壓力測量傳感器，其特征在于:包括壓力膜片(I)、膜片架(9)、光纖敏感元件(2)、彈性固定框(3)、后塞(4)、透水石(5)、透水石架(7)、尾纖套(6)和外套筒(8)； 所述后塞(4)設(shè)置在所述外套筒(8)的一端，所述尾纖套(6)與所述后塞(4)連接，所述透水石(5)通過所述透水石架(7)安裝在所述外套筒(8)的另一端； 所述壓力膜片(I)通過所述膜片架(9)設(shè)置在所述透水石架(7)的下方，所述膜片架(9)與所述彈性固定框(3)固定連接； 所述彈性固定框(3)的中央設(shè)置有柔性增強(qiáng)部(10)，所述彈性固定框(3)和所述柔性增強(qiáng)部(10)為一體式結(jié)構(gòu)；所述光纖敏感元件(2)固定在所述彈性固定框(3)上并穿過所述后塞(4)和所述尾纖套(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖壓力測量傳感器，其特征在于:所述彈性固定框(3)的頂部設(shè)置有螺桿，所述壓力膜片(I)的底部設(shè)置有帶有螺紋孔的中央支柱，所述螺桿與所述螺紋孔匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖壓力測量傳感器，其特征在于:所述柔性增強(qiáng)部(10)的形狀包括:工字形、半圓形、螺旋形、V形和折線形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖壓力測量傳感器，其特征在于:所述柔性增強(qiáng)部(10)的上、下兩端分別設(shè)置有第一粘結(jié)處(31)和第二粘結(jié)處(32)，所述光纖敏感元件(2)通過所述第一粘結(jié)處(31)和所述第二粘結(jié)處(32)粘結(jié)在所述彈性固定框(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光纖壓力測量傳感器，其特征在于:所述壓力膜片(I)、所述后塞(4)、所述透水石架(7)、所述膜片架(9)與所述外套筒(8)之間均設(shè)置有O型圈。
【文檔編號】G01L1/24GK203981317SQ201420369419
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】李萍 申請人:李萍