[實用新型]一種新型光纖流體差壓計

有效

• 申請號: 201220422607.5
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN202748190U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 祝海麗
• 申請（專利權）人: 祝海麗
• 主分類號: G01L13/00
• 分類號: G01L13/00;G01L11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及光纖傳感領域，特別涉及一種新型光纖流體差壓計。

背景技術：

壓差測量在許多工業現場中發揮著非常重要的作用，廣泛應用于土木工程、石油化工、電力、水利水電等工程領域中。目前，應用較為廣泛的壓差計多為電子類壓差計，例如電阻式差壓計、電容式差壓計等，這些差壓計都具有一定的局限性，例如：在強電磁干擾、易燃易爆、雷擊幾率較大的惡劣環境中應用的長期穩定性和可靠性不好。

近十幾年來，隨著光纖光柵制作技術的日益成熟、光纖光柵解調技術的日益完善，更重要的是光纖光柵具有不受電磁干擾、抗腐蝕、抗雷擊、波長直接絕對編碼、測量精度高、長期可靠性和穩定性好、信號長距離傳輸、波分復用組網以及能在易燃易爆環境中應用等諸多優點，光纖光柵傳感技術在各個領域中的應用研究方興未艾，并初步形成產業化。但是，目前市場上尚未出現基于光纖光柵傳感技術的差壓計產品，也未見相關的報道，因此，研制一種基于光纖光柵傳感技術的差壓計產品來代替傳統的電子類差壓計產品，以滿足在強電磁干擾、易燃易爆、雷擊幾率較大的惡劣環境中壓強差測量需求，是非常必要的。本實用新型通過將光纖光柵和硬芯膜片有機結合在一起，作為壓差敏感元件，提出并發布了一種新型光纖流體差壓計，具有無源、本質安全、不受電磁干擾、測量精度高等諸多優點，有效克服了電子類差壓計的局限性。

發明內容：

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種基于光纖光柵傳感技術的新型流體差壓計，來解決現有技術中抗電磁干擾能力不強、長期穩定性和可靠性不理想等技術問題。

本實用新型的這種新型光纖流體差壓計，由一個保護筒、一個光纖固定基座、一個光纖光柵、一個硬芯膜片、一個基座、一個尾纖和一個鎧裝光纜組成。其中，所述的基座是由金屬材料通過精密機械加工而成的，由膜片裝配孔、高壓端流體導入孔、高壓端裝配螺紋、低壓端流體導入孔、低壓端裝配螺紋和保護筒裝配螺紋組成；所述的硬芯膜片是由彈性材料通過精密機械加工而成的，一側為平面，另一側為硬芯，即為光纖膜片固定處，用于固定所述的光纖光柵一端的尾纖，而膜片的周邊通過現有技術密封固定在所述的基座上所述的膜片裝配孔上；所述的保護筒與所述的基座之間形成的腔體為承壓腔，而所述的硬芯膜片將該承壓腔分為兩部分，所述的硬芯膜片與所述的保護筒之間的腔體為高壓端承壓腔，而所述的硬芯膜片與所述的基座之間的腔體為低壓端承壓腔；所述的光纖光柵一端的尾纖固定在所述的硬芯膜片上的光纖膜片固定處，另一端的尾纖固定在所述的光纖固定基座上的光纖固定基座固定處，所述的光纖光柵固定時處于張緊狀態，其預拉伸量可以根據需要調整。

本實用新型的基本工作原理是：待測壓差發生變化時，即所述的高壓端承壓腔與所述的低壓端承壓腔所受的壓強差發生變化時，引起所述的硬芯膜片上硬芯處發生微位移，使所述的光纖光柵受到拉伸或者壓縮，從而引起所述的光纖光柵的中心反射波長的移動，通過探測所述的光纖光柵的中心反射波長的移動量，即可檢測到待測壓差的變化信息。

本實用新型所述的這種新型光纖流體差壓計制作的基本操作步驟如下：1)將所述的硬芯膜片的周邊利用現有技術固定在所述的基座上所述的膜片裝配孔上，并進行密封測試；2)將所述的光纖固定基座通過電焊、氬弧焊、激光焊接等現有技術固定在所述的基座的相應位置上；3)將所述的光纖光柵一端尾纖利用膠粘、激光焊接等現有技術固定在所述的光纖膜片固定處；4)經預拉伸后，將所述的光纖光柵另一端的尾纖利用現有技術固定在光纖固定基座上的光纖固定基座固定處；5)所述的保護筒和所述的基座通過裝配螺紋裝配在一起，并做好密封措施；6)所述的尾纖由所述的鎧裝光纜保護，利用密封膠將所述的鎧裝光纜的一端固定在所述的保護筒上，并進行密封。

作為對本實用新型的改進，所述的硬芯膜片的材質可以為不銹鋼、或者青銅、或者其它良好的彈性材料的一種。

作為對本實用新型的改進，所述的硬芯膜片可以是平膜片、或者波紋膜片、或者波紋管、或者膜盒的一種。

作為對本實用新型的改進，所述的光纖光柵，可由光纖F-P腔、或者鋼弦替代。

作為對本實用新型的改進，通過改變所述的硬芯膜片的尺寸參數、材料參數可以實現光纖流體差壓計的靈敏系數的調整。

作為對本實用新型的改進，通過向所述的高壓端承壓腔和所述的低壓端承壓腔填充硅油可以起到保護所述的硬芯膜片和所述的光纖光柵免受待測流體腐蝕的作用。