一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器的制造方法
【專利摘要】一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，包括一個膜片；膜片四周與殼體的內環粘結在一起；三角形楔塊貼在膜片上，等強度梁的一端固定在殼體上,另一端連接有支桿一和支桿二；支桿一和支桿二的一端頂接在楔塊上,另一端與等強度梁一、等強度梁二連接；光纖光柵一貼在等強度梁一的上下表面，光纖光柵二貼在等強度梁二的上下表面；光纖光柵一尾纖的一端貼在等強度梁一上；光纖光柵二的尾纖一端貼在等強度梁二上,光纖光柵一、光纖光柵二尾纖的另一端通過引出孔伸出所述的殼體；膜片下面感受壓強，膜片受壓強后向內彎曲而推動楔塊向上移動；等強度梁一端設在殼體上，用光纖光柵進行壓強的檢測，實現溫度的自動補償，不受電磁輻射的干擾，測量精度高。
【專利說明】
一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器
技術領域
[0001 ]本實用新型屬于光纖傳感檢測領域，涉及到一種膜片式壓強傳感器。
【背景技術】
[0002]常見的壓強傳感器是強度調制型和數字式的。這些傳感器須帶電工作，易產生電火花，在復雜環境下反成為安全隱患，而且它們僅適合單點壓力測量，難組成網絡進行多點、實時、遠程在線網絡監測。
[0003]光纖光柵是一種新型的優良應變傳感元件，具有抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、測量精度高、結構簡單、體積小、重量輕、耗能少、靈敏度高等優點。由于其采用波長解碼技術，避免了光源功率和損耗對測量的影響，適合長期監測；同時由于在同一根光纖上可以刻多個光柵，這樣就可以實現壓強的分布式測量。鑒于光纖光柵的上述優勢，可以滿足我國石油領域的要求。

【發明內容】

[0004]為克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，結構簡單、精度高、長期穩定性好、不受電磁輻射干擾。
[0005]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，包括有一個膜片、四個光纖光柵、兩個等強度梁、殼體、三角形楔塊、支桿；
[0006]所述的膜片下面接觸被測對象，膜片四周與殼體的內環粘結在一起，所述的三角形楔塊粘貼在膜片的中心，等強度梁一和等強度梁二的一端固定在殼體上，另一端連接有支桿一和支桿二;支桿一和支桿二的一端頂接在楔塊上，另一端與等強度梁一、等強度梁二連接;光纖光柵一黏貼在等強度梁一的上下表面，光纖光柵二黏貼在等強度梁二的上下表面;光纖光柵一尾纖的一端黏貼在等強度梁一上;光纖光柵二的尾纖一端黏貼在等強度梁二上，光纖光柵一、光纖光柵二尾纖的另一端通過引出孔伸出所述的殼體;光纖光柵一、光纖光柵二分別成對粘貼在等強度梁一和等強度梁二上。
[0007]所述的膜片中心厚、邊緣漸薄。
[0008]所述的膜片的中心在三角形楔塊的軸線上。
[0009]所述的引出孔為殼體內部的光纖光柵的尾纖預留的。
[0010]所述的支桿一和支桿二的一端分別通過螺絲與等強度梁一、等強度梁二4連接。
[0011]所述的等強度梁一、等強度梁二的一端通過螺絲與殼體連接。
[0012]與現有的壓強傳感器相比，本實用新型的優點在于利用光纖光柵進行壓強檢測，提出了一種新穎的光纖光柵壓強傳感方法，該方法繼承了懸臂梁光纖光柵傳感的優點，操作簡便、靈敏度高、動態范圍大、光柵損害小，對壓強有良好的線性響應度，可以消除溫度引起的交叉敏感效應。此外，本實用新型結構簡單，抗電磁輻射的干擾，可以廣泛的應用在石油化工等惡劣環境的壓力檢測中。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖1中:1-膜片，2-殼體，3-等強度梁一，4-等強度梁二，5-光纖光柵一，6_光纖光柵為，7-引出孔，8-三角形楔塊，9-支桿一，I O-支桿二。
[0015]具體的實施方式
[0016]下面結合附圖對本實用新型進一步詳細描述。
[0017]如圖1所示，一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，包括有一個膜片、四個光纖光柵、兩個等強度梁、殼體、三角形楔塊、支桿；
[0018]所述的膜片I下面接觸被測對象，膜片I四周與殼體2的內環粘結在一起，膜片I受壓而向內彎曲，帶動與膜片I粘結的三角形楔塊8向上移動，帶動頂接在楔塊8上的支桿一9和支桿二 10向兩側移動；
[0019]所述的三角形楔塊8粘貼在膜片I的中心，等強度梁一3和等強度梁二 4的一端固定在殼體2上，另一端連接有支桿一 9和支桿二 10;支桿一 9和支桿二 10的一端頂接在楔塊8上，另一端與等強度梁一 3、等強度梁二 4連接;光纖光柵一 5黏貼在等強度梁一 3的上下表面，光纖光柵二 6黏貼在等強度梁二 4的上下表面;光纖光柵一 5尾纖的一端黏貼在等強度梁一 3上;光纖光柵二6的尾纖一端黏貼在等強度梁二4上，光纖光柵一5、光纖光柵二6尾纖的另一端通過引出孔7伸出所述的殼體2;光纖光柵一 5、光纖光柵二 6分別成對粘貼在等強度梁一 3和等強度梁二 4上，實現了溫度的自動補償。
[0020]所述的膜片I中心厚、邊緣漸薄，這樣有助于膜片的變形，增大傳感器的靈敏度。
[0021]所述的膜片I的中心在三角形楔塊8的軸線上，三角形楔塊8的頂角大小的改變可調節光纖光柵壓強傳感器的靈敏度。
[0022]所述的引出孔7為殼體2內部的光纖光柵的尾纖預留的。
[0023]所述的支桿一9和支桿二 10的一端分別通過螺絲與等強度梁一 3、等強度梁二 4連接。
[0024]所述的等強度梁一3、等強度梁二 4的一端通過螺絲與殼體2連接。
[0025]本實用新型的工作原理為:當膜片I感受到外面的某個壓強并穩定時，膜片I向內彎曲，膜片I的變形推動三角形楔塊8向上移動，楔塊8推動支桿一9和支桿二 10向兩側移動，這樣支桿一 9和支桿二 10對等強度梁一 3和等強度梁二 4施加位移使得等強度梁一 3、等強度梁二 4產生彎曲而變形，這樣黏貼在等強度梁一 3和等強度梁二 4上下表面的光纖光柵一 5和光纖光柵二 6也會和等強度梁一 3和等強度梁二 4 一起發生協同變形，使得光纖光柵一 5和光纖光柵二 6的中心波長發生漂移，通過分析光纖光柵一 5和光纖光柵二 6中心波長的漂移量與壓強之間的關系，這樣就可以實現壓強的測定。
【主權項】
1.一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，包括有一個膜片、四個光纖光柵、兩個等強度梁、殼體、三角形楔塊、支桿;其特征在于，膜片(I)下面接觸被測對象，膜片(I)四周與殼體(2)的內環粘結在一起;三角形楔塊(8)粘貼在膜片(I)的中心，等強度梁一(3)和等強度梁二(4)的一端固定在殼體(2)上，另一端連接有支桿一(9)和支桿二(10);支桿一(9)和支桿二(10)的一端頂接在楔塊(8)上，另一端與等強度梁一(3)、等強度梁二(4)連接;光纖光柵一 (5)黏貼在等強度梁一 (3)的上下表面，光纖光柵二 (6)黏貼在等強度梁二 (4)的上下表面;光纖光柵一 (5)尾纖的一端黏貼在等強度梁一 (3)上;光纖光柵二 (6)的尾纖一端黏貼在等強度梁二(4)上，光纖光柵一(5)、光纖光柵二(6)尾纖的另一端通過引出孔(7)伸出所述的殼體(2);光纖光柵一 (5)、光纖光柵二 (6)分別成對粘貼在等強度梁一 (3)和等強度梁二⑷上。2.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，其特征在于，所述的膜片(I)中心厚、邊緣漸薄。3.根據權利要求2所述的一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，其特征在于，所述的膜片(I)的中心在三角形楔塊(8)的軸線上，三角形楔塊(8)的頂角大小的改變可調節光纖光柵壓強傳感器的靈敏度。4.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，其特征在于，所述的支桿一 (9)和支桿二 (10)的一端分別通過螺絲與等強度梁一 (3)、等強度梁二 (4)連接。5.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的膜片式壓強傳感器，其特征在于，所述的等強度梁一 (3)、等強度梁二 (4)的一端通過螺絲與殼體(2)連接。
【文檔編號】G01L11/02GK205538078SQ201620287525
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】張桂花
【申請人】西安科技大學