[發明專利]基于光纖光柵的磁力傳動差壓傳感器實現的液體壓差的傳感方法

有效

• 申請號: 201410588928.6
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104266789A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 姜旭;車國航;呂國輝;商紹華;王亮
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及一種利用隔離式強磁鐵帶動懸臂梁表面光纖光柵發生應變的光纖差壓傳感器，屬于光纖光柵應變傳感技術領域。

背景技術

差壓傳感器廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、環保等行業，用于測量液體、氣體的差壓和流量等參數，可作為過程控制領域用差壓變送器的核心部件。

在許多特殊的場合，光纖光柵差壓傳感器具有許多傳統差壓傳感器不具備的特點。光纖光柵作為智能化結構的傳感器，具有體積小、重量輕、耐腐蝕、抗電磁干擾能力強、易集成、結構簡單等優點，可以埋覆在被測物體和材料內部對壓強、溫度、應力、應變、流速、流量、粘度等物理量進行檢測。

對于市場上現有的差壓變送器，由于差壓傳感器的體積大、價格昂貴、抗電磁干擾能力差等缺點，對其工程化的推廣應用構成了限制；對于差壓變送器的使用環境，電阻、電容式差壓傳感器在強電磁、強腐蝕、強輻射、高低溫、極端惡劣天氣等狀況下可能存在功能性失靈的風險；對于光纖光柵傳感信號的解調，是依據對光纖光柵不同的中心波長返回值進行讀取和參量變換，進而得到待測信息的變化量，在相同情況下光纖光柵傳感器更適合于惡劣環境下對微小差壓信號的測量。

發明內容

本發明是為了解決現有壓差傳感方法存在傳感功能性失靈的風險性高的問題，本發明提供了一種基于光纖光柵的磁力傳動差壓傳感器實現的液體壓差的傳感方法。

基于光纖光柵的磁力傳動差壓傳感器實現的液體壓差的傳感方法，所述的光纖光柵的磁力傳動差壓傳感器包括1號非金屬圓筒、2號圓筒、1號過載保護機構、2號過載保護機構、3號過載保護機構、4號過載保護機構、高壓隔離膜片、低壓隔離膜片、中心測量彈性膜片、1號強磁鐵、2號強磁鐵、彈性懸臂梁和帶有溫度補償的光纖光柵；

1號過載保護機構、2號過載保護機構、3號過載保護機構、4號過載保護機構、高壓隔離膜片、低壓隔離膜片、中心測量彈性膜片和1號強磁鐵均位于2號圓筒內，

2號圓筒的底面設有高壓液體入口，頂面設有低壓液體入口，

1號過載保護機構、2號過載保護機構和3號過載保護機構均為圓形結構，

1號過載保護機構、2號過載保護機構和3號過載保護機構依次沿2號圓筒的頂面至底面的方向固定在2號圓筒內，且1號過載保護機構、2號過載保護機構和3號過載保護機構上均設有通孔，

低壓隔離膜片嵌入在2號圓筒內，且位于低壓液體入口和1號過載保護機構之間，1號過載保護機構用于對低壓隔離膜片進行過載保護；

高壓隔離膜片嵌入在2號圓筒內，且位于高壓液體入口和3號過載保護機構之間，3號過載保護機構用于對高壓隔離膜片進行過載保護；

中心測量彈性膜片位于2號過載保護機構和3號過載保護機構之間，且中心測量彈性膜片的膜片邊緣與2號圓筒的內壁固定連接，

1號強磁鐵通過剛性桿與中心測量彈性膜片的中心垂直固定連接，且剛性桿穿過2號過載保護機構的通孔，4號過載保護機構嵌套在剛性桿外，與剛性桿固定連接，且4號過載保護機構位于2號過載保護機構和中心測量彈性膜片之間，2號過載保護機構用于對4號過載保護機構進行過載保護，

1號非金屬圓筒垂直嵌入在2號圓筒的側壁內，且位于1號過載保護機構和2號過載保護機構之間，

2號強磁鐵、彈性懸臂梁和帶有溫度補償的光纖光柵均位于1號非金屬圓筒內，彈性懸臂梁的一端吊裝在1號非金屬圓筒的頂面上，另一端固定有2號強磁鐵，且2號強磁鐵與1號強磁鐵異性相對設置，帶有溫度補償的光纖光柵黏貼在彈性懸臂梁的側壁上，

2號強磁鐵與1號強磁鐵之間的垂直距離的范圍為3mm至5mm；

該液體壓差的傳感方法包括如下步驟，

首先，寬帶光源發出的光經光耦合器入射至帶有溫度補償的光纖光柵，經帶有溫度補償的光纖光柵反射后，又經光耦合器進入光纖光柵解調儀，光纖光柵解調儀用于記錄反射光的波長，光纖光柵解調儀輸出的結果在計算機上顯示并存儲；

其次，在2號圓筒內充入高溫硅油，使圓筒內的高溫硅油趨近于充滿狀態，最后，在液體流經方向的管道上開兩個孔，液體流經的第一個孔為高壓孔，液體流經的第二個孔為低壓孔，將管道上的高壓孔與2號圓筒的高壓液體入口連通，管道上的低壓孔與2號圓筒的低壓液體入口連通，