一種光纖光柵壓力傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及管道/設備內壓力監測技術領域，尤其涉及一種光纖光柵壓力傳感器。
【背景技術】
[0002]光纖光柵傳感器是光纖傳感器的一種，是一種波長調制型光纖傳感器。光纖光柵傳感器通過外界物理參量對光纖布拉格(Bragg)波長的調制來獲取傳感信息。相比于電子類傳感器，光纖光柵傳感器更適合用在油氣石化工業或高溫高壓等苛刻環境中。
[0003]在現有技術中，光纖光柵傳感器大多利用管壁應變變化反算出管道內壓力的測量原理，對管道內的壓力進行檢測(例如:專利號99807831.X)，存在靈敏度低的缺點。
【實用新型內容】
[0004]本申請實施例提供了一種光纖光柵壓力傳感器，用于監測管道或設備內的壓力，解決了現有技術中的光纖光柵壓力傳感器存在靈敏度低的技術問題。
[0005]本申請實施例提供了一種光纖光柵壓力傳感器，包括:
[0006]壓力腔；
[0007]平膜片，固定在所述壓力腔上；
[0008]支架，固定在所述平膜片上，且位于所述平膜片的中心；
[0009]第一連接片，固定在所述支架的一端，其中，所述第一連接片的一端與所述支架的頂桿側面連接，所述第一連接片的另一端與所述壓力腔的側壁頂端連接；
[0010]第一光纖光柵，固定在所述第一連接片上，其中，所述第一光纖光柵用于感知所述平膜片的中心位移，以獲得當前壓力腔內的壓力變化，并通過所述第一光纖光柵的反射波長的變化反映所述當前壓力腔內的壓力變化。
[0011]優選地，所述壓力腔與被測壓管道、或被測壓管道容器、或被測壓管道設備連通。
[0012]優選地，所述壓力腔為圓柱形結構。
[0013]優選地，所述平膜片的中心與所述支架的底端通過焊接方式連接。
[0014]優選地，所述平膜片采用不銹鋼、或碳鋼、或調質鋼、或合金鋼、或彈簧鋼制成。
[0015]優選地，所述支架為倒三角對稱結構。
[0016]優選地，所述支架采用不銹鋼、或碳鋼、或調質鋼、或合金鋼、或彈簧鋼制成。
[0017]優選地，所述第一連接片的一端與所述支架的頂桿側面焊接或機械連接，所述第一連接片的另一端與所述壓力腔的側壁頂端焊接或機械連接。
[0018]優選地，所述光纖光柵壓力傳感器，還包括:
[0019]第二連接片，與所述第一連接片對稱固定在所述支架的另一端，其中，所述第二連接片的一端與所述支架的頂桿側面連接，所述第二連接片的另一端與所述壓力腔的側壁頂端連接；
[0020]第二光纖光柵，固定在所述第二連接片上，且與所述第一光纖光柵通過第一光纜連接，其中，所述第二光纖光柵用于感知所述平膜片的中心位移，以獲得當前壓力腔內的壓力變化，并通過所述第二光纖光柵的反射波長的變化反映所述當前壓力腔內的壓力變化。
[0021]優選地，所述第二連接片的一端與所述支架的頂桿側面焊接或機械連接，所述第二連接片的另一端與所述壓力腔的側壁頂端焊接或機械連接。
[0022]優選地，在所述壓力腔的側壁頂端的與所述第一連接片和所述第二連接片的連接處，具有與所述每個連接片寬度相同的平面。
[0023]優選地，所述支架的頂桿的一端與所述壓力腔一側的側壁頂端的平面處于相同的平面上，所述支架的頂桿的另一端與所述壓力腔另一側的側壁頂端的平面處于相同的平面上。
[0024]優選地，所述第一光纖光柵通過粘貼或低溫焊接的方式，固定在所述第一連接片上;所述第二光纖光柵通過粘貼或低溫焊接的方式，固定在所述第二連接片上。
[0025]優選地，在所述第一連接片上設置有第一V型凹槽，所述第一光纖光柵通過粘貼或低溫焊接的方式固定在所述第一 V型凹槽中；在所述第二連接片上設置有第二 V型凹槽，所述第二光纖光柵通過粘貼或低溫焊接的方式固定在所述第二 V型凹槽中。
[0026]優選地，所述第一V型凹槽開設在所述第一連接片的兩面中的任一面上;所述第二V型凹槽開設在所述第二連接片的兩面中的任一面上。
[0027]優選地，所述第一V型凹槽和所述第二 V型凹槽可以通過機械沖壓、或化學腐蝕、或離子刻蝕的方法制成。
[0028]優選地，所述光纖光柵壓力傳感器，還包括:
[0029]第三光纖光柵，設置在所述壓力腔的側壁上，且位于所述第一光纖光柵下方，所述第三光纖光柵的一端與所述第一光纖光柵的另一端通過第二光纜連接，其中，所述第三光纖光柵用于檢測所述當前環境的溫度變化，并對所述第一光纖光柵和第二光纖光柵的反射波長的變化中的由所述當前環境的溫度變化引起的波長漂移進行補償。
[0030]優選地，所述光纖光柵壓力傳感器，還包括:
[0031]外殼，所述壓力腔、所述平膜片、所述支架、所述第一連接片和所述第二連接片、所述第一光纖光柵和所述第二光纖光柵、以及所述第三光纖光柵都設置在所述外殼內；
[0032]其中，在所述外殼的底部開設有一小孔，所述第二光纖光柵的另一端與第三光纜的一端連接，所述第三光纜的另一端從所述小孔伸出，所述第三光纜的另一端用于輸出所述第一光纖光柵、所述第二光纖光柵和所述第三光纖光柵的反射波長發生的變化。
[0033]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0034]1、本申請實施例所提供的光纖光柵壓力傳感器，與現有技術中利用管道外壁應變測量管道內壓力的光纖光柵壓力傳感器相比，由于平膜片中心點的位移(撓度)大于現有技術中的管壁本身應變，所以同樣壓力變化引起的光柵應變量會大于現有技術中的光柵應變量，這直接導致本申請實施例所提供的光纖光柵壓力傳感器的靈敏度將大于現有技術中的光纖光柵壓力傳感器的靈敏度。所以，本申請有效地解決了現有技術中的光纖光柵壓力傳感器存在靈敏度低的技術問題，實現了提高光纖光柵壓力傳感器靈敏度的技術效果。
[0035]2、本申請實施例所提供的光纖光柵壓力傳感器，其壓力-位移傳遞機構為一個對稱的支架，支架兩端均安裝有第一光纖光柵和第二光纖光柵，測量時可以取兩者的平均值作為最終測量值，以減小隨機誤差。且支架有左右兩個支撐桿，為倒三角對稱結構，增強了結構穩定性。
[0036]3、本申請實施例所提供的光纖光柵壓力傳感器，其中還設置有第三光纖光柵，用于進行溫度補償，實際測量時根據第三光纖光柵的波長值消除由于溫度變化引起的傳感器波長漂移，提高了測量精度。
[0037]4、本申請實施例所提供的光纖光柵壓力傳感器，其應用場合包括所有的需要測量內部壓力的管道、容器和設備，傳感器測量值為表壓，應用范圍廣泛。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本申請實施例中光纖光柵壓力傳感器的側面剖視圖；
[0040]圖2為本申請實施例中光纖光柵壓力傳感器的俯視剖視圖；
[0041]圖3為本申請實施例中光纖光柵壓力傳感器的光柵波長隨管道內壓力的變化示意圖。
[0042]標記說明:10-外殼、20-壓力腔、30-平膜片、40-支架、51-第一連接片、52-第二連接片、61-第一光纖光柵、62-第二光纖光柵、63-第三光纖光柵、71-第一光纜、72-第二光纜、73-第三光纜、80-小孔。
【具體實施方式】
[0043]本申請實施例提供了一種光纖光柵壓力傳感器，用于監測管道或設備內的壓力，解決了現有技術中的光纖光柵壓力傳感器，存在靈敏度低的技術問題，具有高靈敏度