[發明專利]法布里-珀羅式壓強感測腔及應用其的光纖壓強傳感器

有效

• 申請號: 201310363259.8
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103487200A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王兆剛;張文濤;李芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02;G02B6/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于，包括：

殼體；

第一膜片，沿垂直于所述殼體中心軸線的方向密封并固定于所述殼體內，在其中心位置設置杯狀凸臺；

第二膜片，沿垂直于所述殼體中心軸線的方向密封并固定于所述殼體內，在其中心位置設置柱形凸臺，所述柱形凸臺的外柱面和所述杯狀凸臺的內筒面以共軸插接方式可滑動匹配，所述杯狀凸臺的底面與柱狀凸臺的頂面之間形成一容積空間；

光纖，穿過所述柱形凸臺伸入所述容積空間內，其端面和所述杯狀凸臺的底面作為所構成的法布里-珀羅腔的兩個反射面；

其中，所述第一膜片和/或第二膜片隨外界氣壓的變化而運動，從而所述柱形凸臺在所述杯狀凸臺內前后運動，進而引起所述法布里-珀羅腔的腔長發生變化。

2.根據權利要求1所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于，所述柱形凸臺外柱面的橫截面形狀為圓形、橢圓形、三角形、十字形、四邊形，或六邊形，所述杯狀凸臺內筒面的橫截面與其互補；優選地，所述柱形凸臺外柱面為外圓柱面，所述杯狀凸臺內筒面為內圓筒面。

3.根據權利要求1所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于：

所述杯狀凸臺和所述圓柱形凸臺的材料為剛性材料；或

所述杯狀凸臺和所述圓柱形凸臺中，其中之一的材料為剛性材料，其中另一的材料為彈性材料。

4.根據權利要求1所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于，還包括：

端蓋，設置于所述圓筒殼體靠近第二膜片的一側，該端蓋上具有將所述光纖引出殼體外部的光纖引出結構。

5.根據權利要求4所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于：

所述第一膜片直接與外界氣壓環境相連通；

在所述第二膜片和所述端蓋之間的殼體側壁開有至少一個通氣孔，用于將所述第二膜片與所述端蓋之間的腔體與外界氣壓環境相連通。

6.根據權利要求5所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于，在殼體側壁的外圍，均勻設置若干個所述通氣孔。

7.根據權利要求4所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于，所述光纖在所述第二膜片和所述端蓋之間的部分處于完全松弛狀態。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于：所述殼體的橫截面形狀為：圓形、橢圓形、矩形或梯形；

所述第一膜片和第二膜片的材料為彈性材料，兩者的厚度介于0.05mm～1mm之間。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的法布里-珀羅式壓強感測腔，其特征在于：

所述光纖為光纜去除保護層之后的中心部分；所述光纖引出結構與位于所述端蓋外側的光纜的保護層膠水粘結或機械固定；

所述殼體的內部包含有一環形凸臺；所述第一膜片和所述第二膜片分別密封連接于所述環形凸臺的兩側，從而在所述第一膜片和所述第二膜片之間形成密封的空間。

10.一種包括權利要求1至9中任一項所述法布里-珀羅式壓強感測腔的光纖壓強傳感器，其特征在于，還包括：

光源模塊，提供測量光；

光路轉換模塊，將所述測量光傳輸至所述法布里-珀羅式壓強感測腔，并接收由該法布里-珀羅式壓強感測腔的反饋光信號；

信號處理模塊，對所述法布里-珀羅式壓強感測腔的反饋光信號進行光電轉換、數據處理，輸出所述法布里-珀羅式壓強感測腔所處環境的氣壓。