[實用新型]一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520494559.4
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204788776U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡浩;鐘麗瓊;陳明強
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: G01L13/02
• 分類號: G01L13/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種傳感器結(jié)構(gòu)，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

差壓傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)中，主要用于測量設(shè)備、部件或流體在不同位置的壓力差，其廣泛應(yīng)用于尾氣壓差、氣體流量、液位高低、潔凈間監(jiān)測等檢測領(lǐng)域。現(xiàn)今，已出現(xiàn)采用不同原理的差壓傳感器，例如電阻式、電容式、電感式、節(jié)流器式、磁性液體式、MEMS式等，其中電阻式、電容式較為常見，其余類型由于實用性不強、局限性較大或仍處于概念期，并未得到推廣，但電阻式、電容式差壓傳感器也存在自身的缺點，在很多場合不能很好的勝任。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于：提供一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器，以解決現(xiàn)有差壓傳感器在很多場合并不適用，實用性不強，無法滿足實際壓差測量要求的問題。

本實用新型的方案如下：一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器，包括傳感器探頭、光電探測器和信號處理器，所述傳感器探頭包括殼體，殼體為筒形結(jié)構(gòu)，殼體的兩端分別密封設(shè)置有端蓋，殼體內(nèi)部的中間位置設(shè)置有將殼體內(nèi)部密封分隔為左右兩個腔室的隔板，隔板兩側(cè)的殼體上分別設(shè)置流體通孔，隔板兩側(cè)的腔室內(nèi)分別密封滑動設(shè)置有一個活塞，每個活塞與該活塞所在一側(cè)的端蓋之間還設(shè)置有彈簧，端蓋上均設(shè)置有貫通端蓋的探頭安置孔，且探頭安置孔均與該探頭安置孔所對應(yīng)的活塞相垂直，每個探頭安置孔內(nèi)均設(shè)置有光纖探頭，活塞上正對光纖探頭的位置處設(shè)置有反光片，光纖探頭上殼體兩端的出射光纖分別與一個光電探測器相連，兩個光電探測器又分別與信號處理器相連。

優(yōu)選地，還包括有光源、Y型耦合器和光纖，光源設(shè)置于光纖的一端用于產(chǎn)生光纖信號，光源發(fā)出的光信號耦合進(jìn)入到光纖內(nèi)，光纖的另一端經(jīng)Y型耦合器后分為入射光纖和參考光纖，上述光源、Y型耦合器和光纖的組合共有兩組，其中一組上述組合中的入射光纖接入傳感器探頭一端的光纖探頭，并作為光纖探頭的入射光纖，另一組上述組合中的入射光纖接入傳感器探頭另一端的光纖探頭，并作為傳感器探頭另一端光纖探頭的入射光纖，兩組上述組合中的參考光纖分別單獨連接有一個光電探測器，且光電探測器均與信號處理器相連；光源發(fā)出的光信號耦合進(jìn)入到光纖內(nèi)，再通過Y型耦合器分為兩路，一路經(jīng)入射光纖到達(dá)光纖探頭，照射到反光片上，經(jīng)反射后的反射光進(jìn)入接收光纖，由接收光纖傳輸?shù)焦怆娞綔y器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過后期的信號處理輸入信號處理器；另一路經(jīng)參考光纖直接傳輸?shù)焦怆娞綔y器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)處理后輸入信號處理器，信號處理器再對這兩路信號進(jìn)行比值運算。與上述過程同理，另一組光源、Y型耦合器和光纖的組合中，光源發(fā)出的光信號也經(jīng)過相同的路徑，進(jìn)入到信號處理器進(jìn)行比值運算。再對這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運算即得到最終的輸出值。

優(yōu)選地，每個彈簧的兩端均固定于該彈簧兩端所對應(yīng)的活塞和端蓋上；

優(yōu)選地，傳感器探頭中，隔板與殼體為一體式結(jié)構(gòu)或隔板密封固定于殼體內(nèi)；

優(yōu)選地，殼體為圓筒形結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)位于隔板兩側(cè)的腔室相對于隔板對稱設(shè)置，兩個活塞及兩個彈簧也分別相對于隔板對稱設(shè)置，隔板兩側(cè)的流體通孔也相對于隔板對稱，流體通孔上均設(shè)置有過濾網(wǎng)；

優(yōu)選地，所述兩個彈簧以及兩個活塞的形狀、規(guī)格和性能參數(shù)均相同，在殼體沿水平放置，且流體通孔均與空氣相連通的狀態(tài)下，兩個彈簧均處于自然狀態(tài)，即兩個彈簧無拉伸與壓縮形變；

優(yōu)選地，探頭安置孔均開設(shè)在所在端蓋的正中心位置，探頭安置孔和活塞同軸，自然狀態(tài)下，即兩個彈簧無拉伸與壓縮形變時，其中一個光纖探頭到該光纖探頭所對應(yīng)的反光片的距離與另一個光纖探頭到另一個反光片的距離相同；

優(yōu)選地，光纖探頭與反光片之間還設(shè)置有透光片，透光片為玻璃片，透光片均設(shè)置于兩個探頭安置孔位于兩個端蓋內(nèi)側(cè)的端口處；

優(yōu)選地，探頭安置孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭分別旋緊固定于探頭安置孔內(nèi)；

優(yōu)選地，活塞的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，活塞與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，兩端的端蓋上還分開設(shè)有貫通端蓋的壓力補償孔。

光纖探頭的光纖束由入射光纖和接收光纖集合鎧裝而成，入射光纖另一端與光源對接，用以耦合入射光，接收光纖出射端與光電探測器連接，輸出光強度信號，當(dāng)活塞兩側(cè)壓力不同使兩個活塞產(chǎn)生的位移不同，進(jìn)而使光纖束與反光片距離發(fā)生變化，造成兩個輸出光信號的強度不同，光電探測器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號，該信號經(jīng)過放大整流濾波等處理環(huán)節(jié)后輸入到信號處理器中，配合相應(yīng)的算法計算，可以得出兩檢測位置的流體壓力差。