一種差壓傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]差壓傳感器DPS (Differential Pressure Sensor)是一種用來測量兩個壓力之間差值的傳感器，通常用于測量某一設(shè)備或部件前后兩端的壓差。近年來，差壓傳感器在微流量測量、泄露測試、潔凈間監(jiān)測、環(huán)境密封性檢測、氣體流量測量、液位高低測量等許多高精度測量場合都有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)今國內(nèi)外對差壓傳感器的研究主要集中于傳統(tǒng)的壓阻式差壓傳感器與電容式差壓傳感器。壓阻式差壓傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工作端面平整，但其靈敏度與頻率響應(yīng)之間存在著比較突出的矛盾，且溫度對此種傳感器的性能影響也比較大。電容式傳感器靈敏度高，動態(tài)響應(yīng)特性好，抗過載能力強，但它存在寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響，以及與傳感器連接的電路比較復(fù)雜等缺點，影響到它的應(yīng)用可靠性，因此限制了它的廣泛應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有測量流體的光纖壓力傳感器均采用彈性膜片作為壓力感應(yīng)器件，彈性膜片很容易受外界干擾，性能穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致光纖傳感器不適宜應(yīng)用在壓差傳感技術(shù)中，同時，彈性膜片各部位所接觸的流體壓力一般分布不均勻，或多或少都會存在一定的壓力差，使得彈性膜片各部位變形不均，影響傳感器的測量精度，彈性膜片在變形時是發(fā)生弧形形變，針對導(dǎo)致該弧形形變的壓力的測量及計算較為繁瑣，同時，彈性膜片很容易受損，使用壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于:提供一種差壓傳感器，以解決現(xiàn)有彈性膜片式壓力傳感器對壓力的測量及計算較為繁瑣，測量精度不高，以及現(xiàn)有傳感器性能穩(wěn)定性較差，使得光纖壓力傳感器不適宜測量流體壓差，且使用壽命較短等問題。
[0006]本實用新型的方案如下:一種差壓傳感器，包括傳感器探頭、光電探測器和信號處理器，所述傳感器探頭包括兩個檢測探頭，檢測探頭的結(jié)構(gòu)均相同，且每個檢測探頭均具有如下結(jié)構(gòu):檢測探頭包括筒形結(jié)構(gòu)的殼體，殼體內(nèi)滑動設(shè)置有活塞，殼體的一端設(shè)置有端蓋，殼體的另一端開設(shè)有流體通孔，活塞與端蓋之間沿活塞的滑動方向還設(shè)置有彈簧，端蓋上開設(shè)有通孔，通孔與活塞的端面相垂直，活塞正對通孔的一端上固定有反光鏡，通孔內(nèi)設(shè)置有指向反光鏡的光纖探頭，兩個檢測探頭中光纖探頭的出射光纖分別與一個光電探測器相連，兩個光電探測器又分別與信號處理器相連。
[0007]作為一種優(yōu)選方式，每個檢測探頭還分別對應(yīng)設(shè)置有光源、Y型耦合器和光纖，光源設(shè)置于光纖的一端用于產(chǎn)生光纖信號，光纖的另一端經(jīng)Y型耦合器后分為入射光纖和參考光纖，光纖中的入射光纖接入到檢測探頭中的光纖探頭，并作為光纖探頭的入射光纖，每個參考光纖還單獨與一個光電探測器相連，且光電探測器均與信號處理器相連。
[0008]為保證流體進(jìn)入探頭內(nèi)時，探頭的測量精確性，優(yōu)選結(jié)構(gòu)為，彈簧的一端固定于活塞上，彈簧的另一端固定于端蓋上，且沒有流體進(jìn)入時，彈簧保持自然狀態(tài)，即無伸縮形變狀態(tài)，從而使得沒有流體進(jìn)入時，反光片與光纖探頭之間的距離始終不變，保證探頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和精確性；
[0009]為保證流體進(jìn)入時不攜帶雜質(zhì)，流體通孔上設(shè)置有過濾網(wǎng)，以過濾流體中的雜質(zhì)，保護(hù)探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證測量精確性；
[0010]為保證探頭結(jié)構(gòu)的合理和性能的穩(wěn)定性，通孔開設(shè)于端蓋的正中心位置，通孔、活塞及彈簧三者同軸；
[0011]為保證光纖探頭的位置固定不變，通孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭旋緊固定于通孔內(nèi)；
[0012]為保證活塞的使用壽命更為長久以及探頭性能的穩(wěn)定性，活塞的材質(zhì)優(yōu)選硬質(zhì)合金，為防止流體流入到端蓋與活塞之間的腔室內(nèi)，活塞與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，端蓋上還開設(shè)有貫通端蓋的壓力補償孔。
[0013]將兩個檢測探頭分別置于兩種待測流體I和2中，兩種待測流體分別經(jīng)流體通孔進(jìn)入兩個檢測探頭內(nèi)并依靠流體壓力推動活塞平移，經(jīng)彈簧的壓縮調(diào)整，兩檢測探頭內(nèi)的活塞最終都穩(wěn)定在一個平衡位置處，活塞平移后導(dǎo)致兩檢測探頭內(nèi)反光鏡與光纖探頭間的距離發(fā)生變化，從而使得光纖探頭接收的反射光發(fā)生變化，經(jīng)光電探測器轉(zhuǎn)化后輸入到信號處理器中進(jìn)行最終處理，得到兩檢測探頭內(nèi)流體的壓力值，從而得到兩待測流體的差壓值。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點是該差壓傳感器用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)，具有光纖及光學(xué)測量的特點，有一系列獨特的優(yōu)點。電絕緣性能好，抗電磁干擾能力強，非侵入性，高靈敏度，容易實現(xiàn)對被測信號的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便于與計算機聯(lián)接，對新型差壓傳感器的設(shè)計與推廣起到了積極的推動作用；
[0015]同時，該差壓傳感器采用活塞式結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有光纖傳感器中的彈性膜片作為差壓傳感器的壓力探測器件，在遇到流體壓力時，活塞是平移運動，僅需根據(jù)活塞的平移量即可計算出流體壓力，對于光纖傳感的要求更低，計算和測量更為簡單，且活塞結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，不易受外界干擾，不易損壞，使用壽命更為長久，使得傳感器的可靠性、適應(yīng)性及互換性都有了較大進(jìn)步，適宜用作流體差壓的測量；傳感器的強度補償原理更為簡單，實用性更強。
【附圖說明】
[0016]圖1是該傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖2是該傳感器中單個檢測探頭的剖視圖；
[0018]其中，a表示待測流體I，b表示待測流體2。
【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將參照附圖對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，
[0020]實施例:
[0021]參照圖1和圖2，本實施例提供一種差壓傳感器，包括傳感器探頭、光電探測器2和信號處理器3，所述傳感器探頭包括兩個檢測探頭1，檢測探頭I的結(jié)構(gòu)均相同，且每個檢測探頭I均具有如下結(jié)構(gòu):檢測探頭I包括筒形結(jié)構(gòu)的殼體11，殼體11內(nèi)滑動設(shè)置有活塞12，活塞12的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，活塞12與殼體11的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈18，殼體11的一端設(shè)置有端蓋13，殼體11的另一端開設(shè)有流體通孔111，流體通孔111上設(shè)置有過濾網(wǎng)17，活塞12與端蓋13之間沿活塞12的滑動方向還設(shè)置有彈簧14，彈簧14的一端固定于活塞12上，彈簧14的另一端固定于端蓋13上，且沒有流體進(jìn)入時，彈簧14保持自然狀態(tài)，端蓋13上開設(shè)有通孔131和貫通端蓋13的壓力補償孔132，通孔131開設(shè)于端蓋13的正中心位置，通孔131、活塞12及彈簧14三者同軸，活塞12正對通孔131的一端上固定有反光鏡15，通孔131內(nèi)設(shè)置有指向反光鏡15的光纖探頭16，通孔131內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭16旋緊固定于通孔131內(nèi)，兩個檢測探頭I中光纖探頭16的出射光纖161分別與一個光電探測器2相連，兩個光電探測器2又分別與信號處理器3相連。
[0022]每個檢測探頭I還分別對應(yīng)設(shè)置有光源4、Y型耦合器5和光纖6，光源4設(shè)置于光纖6的一端用于產(chǎn)生光纖信號，光纖6的另一端經(jīng)Y型耦合器5后分為入射光纖61和參考光纖62，光纖6中的入射光纖61接入到檢測探頭I中的光纖探頭16，并作為光纖探頭16的入射光纖，每個參考光纖62還單獨與一個光電探測器2相連，且光電探測器2均與信號處理器3相連。
【主權(quán)項】
1.一種差壓傳感器，包括傳感器探頭、光電探測器(2)和信號處理器(3)，所述傳感器探頭包括兩個檢測探頭(1)，檢測探頭(I)的結(jié)構(gòu)均相同，且每個檢測探頭(I)均具有如下結(jié)構(gòu):檢測探頭(I)包括筒形結(jié)構(gòu)的殼體(11)，殼體(11)內(nèi)滑動設(shè)置有活塞(12)，殼體(11)的一端設(shè)置有端蓋(13)，殼體(11)的另一端開設(shè)有流體通孔(111)，活塞(12)與端蓋(13)之間沿活塞(12)的滑動方向還設(shè)置有彈簧(14)，端蓋(13)上開設(shè)有通孔(131)，通孔(131)與活塞(12)的端面相垂直，活塞(12)正對通孔(131)的一端上固定有反光鏡(15)，通孔(131)內(nèi)設(shè)置有指向反光鏡(15)的光纖探頭(16)，兩個檢測探頭(I)中光纖探頭(16)的出射光纖(161)分別與一個光電探測器(2)相連，兩個光電探測器(2)又分別與信號處理器(3)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種差壓傳感器，其特征在于:每個檢測探頭(I)還分別對應(yīng)設(shè)置有光源(4)、Y型耦合器(5)和光纖(6)，光源(4)設(shè)置于光纖(6)的一端用于產(chǎn)生光纖信號，光纖(6)的另一端經(jīng)Y型親合器(5)后分為入射光纖(61)和參考光纖(62)，光纖(6)中的入射光纖(61)接入到檢測探頭(I)中的光纖探頭(16)，并作為光纖探頭(16)的入射光纖，每個參考光纖(62 )還單獨與一個光電探測器(2 )相連，且光電探測器(2 )均與信號處理器(3)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:彈簧(14)的一端固定于活塞(12)上，彈簧(14)的另一端固定于端蓋(13)上，且沒有流體進(jìn)入時，彈簧(14)處于自然狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:流體通孔(111)上設(shè)置有過濾網(wǎng)(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:通孔(131)開設(shè)于端蓋(13)的正中心位置，通孔(131)、活塞(12)及彈簧(14)三者同軸。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:通孔(131)內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭(16)旋緊固定于通孔(131)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:活塞(12)的材質(zhì)為硬質(zhì)合金。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:活塞(12)與殼體(11)的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈(18)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種差壓傳感器，其特征在于:端蓋(13)上還開設(shè)有貫通端蓋(13)的壓力補償孔(132)。
【專利摘要】本實用新型提供一種差壓傳感器，包括傳感器探頭、光電探測器和信號處理器，所述傳感器探頭包括兩個檢測探頭，檢測探頭的結(jié)構(gòu)均相同，檢測探頭均包括筒形結(jié)構(gòu)的殼體，殼體內(nèi)滑動設(shè)置有活塞，殼體的一端設(shè)置有端蓋，殼體的另一端開設(shè)有流體通孔，活塞與端蓋之間沿活塞的滑動方向還設(shè)置有彈簧，端蓋上開設(shè)有通孔，活塞正對通孔的一端上固定有反光鏡，通孔內(nèi)設(shè)置有指向反光鏡的光纖探頭，兩個檢測探頭中光纖探頭的出射光纖分別與一個光電探測器相連，兩個光電探測器又分別與信號處理器相連。以解決現(xiàn)有彈性膜片式傳感器對壓力的測量及計算較為繁瑣，測量精度不高，以及現(xiàn)有傳感器性能穩(wěn)定性較差，使用壽命較短等問題。本實用新型屬于壓差檢測領(lǐng)域。
【IPC分類】G01L13/02
【公開號】CN204788775
【申請?zhí)枴緾N201520494285
【發(fā)明人】胡浩, 鐘麗瓊
【申請人】貴州大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月10日