[發明專利]一種光學液壓檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 200910195848.3
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101655404A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 陳宇飛;皋魏;席剛;仝芳軒;周正仙
• 申請（專利權）人: 上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02;E21B47/06;G01K11/32
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

1.一種光學液壓檢測裝置，其特征在于，該結構包括：測量腔體(1)、激光 器(2)、第一光接收電路(3)、光柵溫度傳感器(4)和數據處理模塊(5)；

所述測量腔體(1)頂部設有入光口和出光口，所述入光口處設有光纖 闊束鏡(101)，所述出光口處設有光接收器(102)，測量腔體(1)底部 安裝有活動板(103)，所述活動板(103)上至少設有一面反射鏡(1031)；

所述激光器(2)通過第一傳輸光纖與所述光纖闊束鏡(101)相連，將 所述激光器(2)發出的激光發送至光纖闊束鏡(101)，光纖闊束鏡(101) 使激光闊束后發射至反射鏡(1031)上，反射鏡(1031)再將激光反射至位 于出光口處的光接收器(102)上；

所述光接收器(102)通過第二傳輸光纖與第一光接收電路(3)相連， 所述第一光接收電路(3)與所述數據處理模塊(5)相連，用以將所述光接 收器(102)接收到的光信號轉換為電信號，并發送至數據處理模塊(5)；

所述光柵溫度傳感器(4)的輸入端與所述光纖闊束鏡(101)相連，所 述光柵溫度傳感器(4)的輸出端與所述數據處理模塊(5)相連，用于檢測 發送至所述光纖闊束鏡的激光，并將檢測到的信號發送至數據處理模塊(5)， 所述數據處理模塊(5)用于處理接收到的信號。

2.根據權利要求1所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述光柵溫度 傳感器(4)包括依次相連的FBG光柵(401)、M-Z干涉儀(402)和第二 光接收電路(403)。

3.根據權利要求2所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述光學液壓 檢測裝置還設有環路器(404)，所述激光器(2)發出的激光經由環路器(404) 發送至第一傳輸光纖；所述FBG光柵(401)設置于第一傳輸光纖與光纖闊 束鏡(101)連接之處，發送至所述光纖闊束鏡的激光經由FBG光柵(401) 反射后通過第一傳輸光纖傳輸至環路器(404)，再由環路器(404)發送至 M-Z干涉儀(402)。

4.根據權利要求1所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述測量腔體 (1)底部的活動板(103)上依次設有第一反射鏡(1031)和第二反射鏡 (1032)，所述測量腔體(1)頂部的入光口和出光口之間設有第三反射鏡 (1033)，激光由入光口發射至第一反射鏡(1031)上，第一反射鏡(1031) 將激光反射至第三反射鏡(1033)上，第三反射鏡(1033)將激光反射回第 二反射鏡(1032)上，由第二反射鏡(1032)再將激光發射至出光口。

5.根據權利要求4所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述光纖闊束 鏡(101)使激光發射至反射鏡(1031)的入射角為20°-70°。

6.根據權利要求1所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述激光器 (2)為1550nm激光器。

7.根據權利要求1所述的一種光學液壓檢測裝置，其特征在于：所述數據處理 模塊(5)為微型計算機。

8.一種采用如權利要求1-7任一項所述裝置的光學液壓檢測方法，包括如下步 驟：

步驟一，使激光器發出激光，并將激光發送至光纖闊束鏡使激光闊束后 進入測量腔體，激光由測量腔體的入光口發射至活動板的反射鏡上，激光在 測量腔體內來回反射，最后再由活動板上的反射鏡將激光反射至出光口，出 光口處的光接收器接收激光，并由第一光接收電路將該激光信號轉換成電信 號發送至數據處理模塊；

步驟二，光柵溫度傳感器探測發送至所述光纖闊束鏡的激光，并將得到 的電信號發送至數據處理模塊；

步驟三，將測量腔體放入液體中進行檢測，測量腔體的活動板與所測液 體接觸，活動板受到液體壓力，位置發生變化，其上的反射鏡與入光口、出 光口的相對位置也發生變化，使出光口處光接收器接收到的激光光強發生變 化；數據處理模塊通過記錄光接收器接收到的激光強度的變化量則可得到活 動板位置的變化量，從而得到測量腔體體積的變化量ΔV；

步驟四，將測量腔體放入液體后，數據處理模塊通過記錄光柵溫度傳感 器檢測到的光強變化量，根據該光柵溫度傳感器的傳感機理可得到測量腔體 內的溫度變化量ΔT；

步驟五，數據處理模塊根據公式PV/T＝A、測量腔體體積的變化量ΔV 和測量腔體內的溫度變化量ΔT，計算出所測液體壓強的變化量ΔP，其中A 為常量，P為壓強，V為體積，T為溫度。