[發明專利]一種耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器及裝配方法

有效

• 申請號: 201910403602.4
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110186589B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 袁宏才;朱永國;郭永興;唐珂
• 申請（專利權）人: 國電大渡河猴子巖水電建設有限公司;中國葛洲壩集團第一工程有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K1/08
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

本發明專利涉及一種耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器及裝配方法，它包括外殼，所述外殼的內部設置有內腔體，所述內腔體的內部設置光纖光柵，所述光纖光柵的光纖引出線穿過上蓋并引出外殼，所述上蓋固定安裝在外殼的一端并對內腔體的一側進行密封；所述外殼上與上蓋相對的一端安裝有用于對內腔體另一側密封的下蓋。其使用方便、連接簡單，既具有較強的保護強度，又能夠對環境溫度迅速響應的耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器，以解決常規光纖光柵溫度傳感器結構復雜、制造工藝復雜，無法應用在高水壓這一特殊的惡劣環境的問題。

技術領域

本發明涉及一種光纖光柵溫度傳感器，尤其涉及一種耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器及裝配方法，屬于光纖光柵傳感器設計領域。

背景技術

隨著國民經濟的發展和環境保護要求的提升，水電作為可再生的清潔能源愈發獲得廣泛應用。伴隨著水電開發技術的進步，高壩大庫水電站日益增多。目前已經建成了數座壩高200米級的水電站，數座壩高300米級的水電站正在建設中。這些高壩均要求埋設在壩體內部的監測儀器具備耐高水壓特性：如耐水壓達到5MPa，甚至是7MPa。以確保在高水頭壓力的情況下，監測儀器能長期正常工作，為水電站安全運行提供可靠的監測手段。

傳統的水電站大壩安全監測儀器主要采用差阻式傳感器和振弦式傳感器。該類傳感器為電信號類傳感器，如果信號引線與傳感器基體接頭處密封不良，受到高水壓的外部擠壓導致絕緣破壞就會導致傳感器失效；而且該類傳感器存在輸出信號弱、信號穩定性差、使用壽命短等缺陷。

光纖光柵傳感器是一種新型的光測傳感器，具有體積小、本質安全、對電絕緣、抗電磁干擾、精度好、可靠性高、環境適應性強、適用于遠距離傳感檢測等優點，還可以在單根光纖上布置多個針對不同參數的測量光柵形成分布式傳感網絡，實現一線多點、無源多場的實時數據檢測。

目前，常規的光纖光柵溫度傳感器與信號光纜的連接采用套管式的金屬接頭過度，主要靠二者之間的擠壓摩擦力固定，其自身結構比較脆弱，只能承受較小的水壓，若接頭處密封不良，水進入傳感器基體會影響測量精度。故常規的光纖光柵溫度傳感器不能應用在高水壓這一特殊的惡劣環境。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供一種使用方便、連接簡單的，既具有較強的保護強度，又能夠對環境溫度迅速響應的耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器，以解決常規光纖光柵溫度傳感器結構復雜、制造工藝復雜，無法應用在高水壓這一特殊的惡劣環境的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：一種耐高水壓的光纖光柵溫度傳感器，它包括外殼，所述外殼的內部設置有內腔體，所述內腔體的內部設置光纖光柵，所述光纖光柵的光纖引出線穿過上蓋并引出外殼，所述上蓋固定安裝在外殼的一端并對內腔體的一側進行密封；所述外殼上與上蓋相對的一端安裝有用于對內腔體另一側密封的下蓋。

所述上蓋包括螺紋柱段和第一錐臺段，所述第一錐臺段與加工在外殼內部的內楔形面相配合，所述螺紋柱段上安裝有螺母并將整個上蓋壓裝在外殼上；在上蓋的中心加工有直徑不等且相連通的第一中心孔和第二中心孔。

所述錐臺段的錐形面與內楔形面相配合的位置設置有第一密封圈。

所述第一中心孔內部填充有用于對光纖引出線密封的第一密封膠體，所述第二中心孔內部填充有用于對光纖引出線密封的第二密封膠體。

所述下蓋采用法蘭端蓋結構，在其外緣均布加工有階梯法蘭孔，所述階梯法蘭孔通過螺栓與外殼端面上的螺紋孔固定相連。

所述下蓋與內腔體相配合的端面加工有第二錐臺段，所述第二錐臺段與加工在外殼上的外楔形面相配合。

所述第二錐臺段和外楔形面相配合的位置設置有第二密封圈。

所述光纖光柵自由彎曲的設置在由內腔體、上蓋和下蓋所圍成的工作腔內部。

所述第一密封膠體和第二密封膠體都采用環氧樹脂材料進行緊密封裝。