[實用新型]一種應用于海洋觀測的有源光纖光柵壓力傳感器

有效

• 申請號: 201520797036.7
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN205138706U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 劉鵬飛;何少靈;郝鳳歡;葛輝良
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感領域，主要是一種應用于海洋觀測的有源光纖光柵壓力傳感器。

背景技術

壓力是海洋環境監測中的重要參數之一，壓力的測量對海洋學、海洋環境監測等有十分 重要的意義。光纖光柵壓力傳感器具有抗電磁干擾、復用能力強、可實現準分布式實時監測 等優點，通過波分復用等方式進行多元陣列組網，便于同步獲取多剖面信息參量，免維護， 系統綜合應用成本低，適合在海洋環境觀測領域長期布防，具有廣闊的應用前景。

光纖光柵壓力傳感器是根據光纖光柵反射光波長隨應力變化的特性來測量壓力，所以光 纖光柵的反射光波長的測量精度與傳感器的性能緊密相關。隨著對光纖光柵壓力傳感器的分 辨率、靈敏度等性能指標的要求日益提高，以普通光纖光柵為核心元件的壓力傳感器已很難 滿足要求，其主要是由于普通光纖光柵的反射光譜為亞納米級，其較寬的反射光譜特性限制 了反射波長的測量精度。有源光纖光柵壓力傳感器以有源光纖光柵作為傳感光柵，由于在泵 浦光的作用下，可以激發出線寬為kHz量級的反射光。通過相應的波長解調，在相同增敏方 式下，相比于普通光纖光柵傳感器，有源光纖光柵的壓力傳感器可以實現更高精度的壓力測 量。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術中存在的問題，而提供一種應用于海洋觀 測的有源光纖光柵壓力傳感器。

本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的。這種應用于海洋觀測的有源光纖光柵 壓力傳感器，由彈性增敏單元、溫補光柵、測壓光柵、光柵固定骨架、耐壓外殼、光纖護套 和尾纖保護套組成，所述的測壓光柵的兩端分別與彈性增敏單元和光柵固定骨架固定，用來 感知壓力的變化；溫補光柵與彈性增敏單元分離，且與測壓光柵并排分布，其兩端與光柵固 定骨架固定，用來消除溫度對測壓光柵的影響；所述的測壓光柵與溫補光柵在粘接前施加相 近的預拉力，使兩光柵處于相同溫度與受力狀態；在出纖口部分灌注耐腐蝕密封膠對傳感器 進行密封處理，使溫補光柵、測壓光柵的柵區處于一個密閉的空氣腔中。

所述的溫補光柵和測壓光柵為線寬較窄的有源光纖光柵。

所述的耐壓外殼表面與彈性增敏單元表面鍍鈦。

所述的彈性增敏單元與光柵固定骨架進行激光焊接，彈性增敏單元與耐壓外殼進行激光 焊接，并用耐腐蝕密封膠做密封處理。

本實用新型的有益效果為：使用線寬較窄的有源光纖光柵，使用線寬較窄的有源光纖光 柵作為傳感光柵，具有高壓力分辨率及精度，可以用于海洋高壓環境下壓力監測；傳感器表 面鍍鈦，降低海水對壓力傳感器金屬外殼表面腐蝕；測壓光柵和溫補光柵平行臨近排布，并 施加相近的的預拉力，使兩光柵處于相同溫度與受力狀態，實時補償溫度對于測壓光柵的影 響。

附圖說明

圖1為本實用新型的基本結構示意圖。

其中1為彈性增敏單元，2為溫補光柵，3為光柵固定骨架，4為耐壓外殼，5為光纖護套，6 為尾纖保護套，7為激光焊接點，8為測壓光柵，9為光纖粘結點，10為耐腐蝕密封膠。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明：

如圖所示，這種應用于海洋觀測的有源光纖光柵壓力傳感器，由彈性增敏單元1、溫補 光柵2、測壓光柵8、光柵固定骨架3、耐壓外殼4、光纖護套5和尾纖保護套6組成，本實 用新型采用線寬較窄的有源光纖光柵作為傳感光柵，包括測壓光柵和溫補光柵，可以保證壓 力傳感器在海洋環境中高精度、高靈敏度的壓力監測。所述的測壓光柵8的兩端分別與彈性 增敏單元1和光柵固定骨架3固定，用來感知壓力的變化；溫補光柵2與彈性增敏單元1分 離，且與測壓光柵8并排分布，其兩端與光柵固定骨架3固定，用來消除溫度對測壓光柵8 的影響；所述的測壓光柵8與溫補光柵2在粘接前施加相近的預拉力，使兩光柵處于相同溫 度與受力狀態；確保其對環境的溫度響應基本相同，可以實時補償溫度對于測壓光柵的影響。 彈性增敏單元用于壓力增敏，耐壓外殼起光柵保護作用。在出纖口部分灌注耐腐蝕密封膠對 傳感器進行密封處理，使溫補光柵2、測壓光柵8的柵區處于一個密閉的空氣腔中。

所述的耐壓外殼4表面與彈性增敏單元1表面鍍鈦，用于降低海水腐蝕。

所述的彈性增敏單元1與光柵固定骨架3進行激光焊接，彈性增敏單元1與耐壓外殼4 進行激光焊接，并用耐腐蝕密封膠10做密封處理。