[實(shí)用新型]一種基于等強(qiáng)度梁的光纖布拉格光柵壓力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020254953.8
• 申請日: 2010-07-05
• 公開（公告）號: CN201772960U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏偉;冷志鵬;馬佑橋
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波杉工結(jié)構(gòu)監(jiān)測與控制工程中心有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L11/02
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光纖傳感器技術(shù)，尤其是涉及一種基于等強(qiáng)度梁的光纖布拉格光柵壓力傳感器。

背景技術(shù)

光纖傳感器與常規(guī)的傳感器相比，在靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、可靠性等方面具有明顯的優(yōu)勢，在建筑、石油、軍事應(yīng)用領(lǐng)域顯得尤為突出。

在光纖傳感器測量中，為了提高測量的精度及穩(wěn)定性，要求選擇恰當(dāng)?shù)拿舾性ζ溥M(jìn)行合理的封裝，其中，在光纖光柵中光纖布拉格(Bragg)光柵是應(yīng)變、溫度、位移等物理量的良好敏感元件，其越來越受到人們的關(guān)注，在建筑監(jiān)測、石油勘探等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。光纖布拉格光柵傳感器與常規(guī)的傳感器相比，其對應(yīng)變、溫度、位移等物理量具有更高的靈敏度，同時(shí)又具有體積小、重量輕、抗腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。然而，光纖布拉格光柵傳感器在實(shí)際工程測試中，由于光纖布拉格光柵的反射中心波長會隨著所處環(huán)境溫度的起伏發(fā)生漂移，從而給準(zhǔn)確測量壓力帶來了很大的困難，因此，在設(shè)計(jì)光纖布拉格光柵傳感器時(shí)，必須克服溫度交叉敏感的問題。

此外，在傳感器實(shí)用化進(jìn)程中，如何降低加工難度，提高傳感器測量精度，同時(shí)解決溫度補(bǔ)償問題，一直都是科研人員重點(diǎn)關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、加工難度低、測量精確度高，且能夠有效克服溫度交叉敏感問題的基于等強(qiáng)度梁的光纖布拉格光柵壓力傳感器。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于等強(qiáng)度梁的光纖布拉格光柵壓力傳感器，其包括筒狀的殼體、呈圓形的彈性膜片、L形等強(qiáng)度梁和光纖布拉格光柵，所述的殼體的頂端設(shè)置有一個(gè)開口，所述的開口與所述的殼體的內(nèi)部空間相連通構(gòu)成一個(gè)具有開口的腔體，所述的彈性膜片與所述的殼體的頂端相連接，所述的彈性膜片覆蓋所述的開口，所述的L形等強(qiáng)度梁設(shè)置于所述的腔體內(nèi)，所述的L形等強(qiáng)度梁的固定板與所述的腔體的腔壁相連接，所述的L形等強(qiáng)度梁的梁臂的自由端設(shè)置有受壓塊，所述的彈性膜片的下表面上設(shè)置有一個(gè)位置與所述的受壓塊的位置相對應(yīng)的硬凸臺，所述的受壓塊的上表面與所述的硬凸臺的下表面緊密接觸連接，所述的光纖布拉格光柵主要由兩個(gè)溫度梯度完全相同的布拉格光柵通過一個(gè)光纖串聯(lián)連接構(gòu)成，兩個(gè)所述的布拉格光柵分別連接于所述的L形等強(qiáng)度梁的梁臂的上表面和下表面上，所述的光纖的一端通過設(shè)置于所述的殼體的一側(cè)壁上且貫穿該側(cè)壁的通孔引出所述的殼體外。

所述的彈性膜片的邊緣與所述的殼體的頂端的邊緣之間通過緊固件相連接，所述的彈性膜片與所述的殼體的連接處涂有高強(qiáng)度密封膠，所述的彈性膜片與所述的腔體構(gòu)成一個(gè)密閉空氣腔。

所述的L形等強(qiáng)度梁的梁臂的軸向截面的形狀為三角形。

所述的受壓塊的上表面和所述的硬凸臺的下表面的形狀均為矩形，所述的受壓塊的上表面的面積與所述的硬凸臺的下表面的面積相等。

兩個(gè)所述的布拉格光柵通過粘貼的方式對稱粘貼于所述的L形等強(qiáng)度梁的梁臂的上表面和下表面上。

所述的布拉格光柵的取向平行于所述的L形等強(qiáng)度梁的梁臂的軸向。

所述的通孔內(nèi)設(shè)置有中空的連接接頭，所述的光纖的一端通過所述的連接接頭引出并固定。

所述的殼體采用的材料為剛度強(qiáng)、防腐性能良好的材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)、在設(shè)計(jì)時(shí)，通過設(shè)置于彈性膜片的下表面上的硬凸臺使彈性膜片與L形等強(qiáng)度梁的梁臂剛性連接，從而使在設(shè)計(jì)時(shí)L形等強(qiáng)度梁已發(fā)生一微小應(yīng)變，不僅可提高測量精度，而且可有效降低工藝難度。

2)、本實(shí)用新型采用的光纖布拉格光柵主要由兩個(gè)溫度梯度完全相同的布拉格光柵通過一個(gè)光纖串聯(lián)連接構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)布拉格光柵分別粘貼于L形等強(qiáng)度梁的梁臂的上下表面上，這樣不僅可提高測量精度，而且在測量時(shí)可成功解決溫度交叉敏感的問題。

3)、此外，本實(shí)用新型的光纖布拉格光柵壓力傳感器的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于操作。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的光纖布拉格光柵壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為L形等強(qiáng)度梁的平面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。