[發明專利]一種耐高溫高壓光纖力傳感器

有效

• 申請號: 202110986844.8
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113532724B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 楊恒;徐昱根;高李霞;孫磊;李朋洲;朱萬霞;柳琳琳
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01L11/02
• 分類號: G01L11/02;G01L1/24;G01L19/00
• 代理公司: 成都行之專利代理有限公司 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，包括一體化測力部件(3)、高溫光纖應變片(5)和推桿(4)；

其中，所述一體化測力部件(3)包括一體化加工的應變片下安裝座(3-2)和應變片上安裝座(3-3)；

所述應變片下安裝座(3-2)和應變片上安裝座(3-3)均為T型結構，所述應變片下安裝座(3-2)的橫板作為一體化測力部件(3)的底板，所述應變片上安裝座(3-3)的橫板作為一體化測力部件(3)的頂板，所述應變片下安裝座(3-2)的豎板自由端與所述應變片上安裝座(3-3)的豎板自由端相對設置，且兩自由端之間存在間隙；

所述一體化測力部件(3)的頂板頂端開設有階梯孔，所述一體化測力部件(3)的頂板底端作為測力梁(3-4)，試件(1)安裝在所述階梯孔內，通過鋼珠(7)與所述測力梁(3-4)接觸；

所述高溫光纖應變片(5)安裝在所述應變片下安裝座(3-2)的豎板自由端與所述應變片上安裝座(3-3)的豎板自由端上；

所述推桿(4)與所述一體化測力部件(3)的底板固定連接；

所述試件(1)通過周向均勻設置的帶波珠的螺釘(2)進行夾持固定；

在所述試件(1)與所述測力梁(3-4)之間安裝有壓片(8)，所述壓片(8)用于約束所述鋼珠(7)，使其不能滑動，但是可以轉動；

所述一體化測力部件(3)的底板上設置有尾纖密封孔(3-1)和螺紋盲孔(3-5)；

所述尾纖密封孔(3-1)用于密封穿過所述高溫光纖應變片(5)的光纖(5-1)；

所述螺紋盲孔(3-5)用于固定所述推桿(4)；

所述推桿(4)的端部設置有與所述一體化測力部件(3)底板上的螺紋盲孔(3-5)對應的螺紋通孔(4-2)；通過該螺紋通孔(4-2)、螺紋盲孔(3-5)可將所述推桿(4)固定安裝在所述一體化測力部件(3)的底部；

所述推桿(4)上設置有與所述一體化測力部件(3)底板上的尾纖密封孔(3-1)對應的尾纖固定槽(4-1)，經由尾纖密封孔(3-1)的光纖(5-1)通過所述尾纖固定槽(4-1)引出；

所述高溫光纖應變片(5)采用點焊方式安裝在所述應變片下安裝座(3-2)和應變片上安裝座(3-3)上；

當傳感器受到外力作用時，作用在試件(1)的力通過鋼珠(7)傳遞給測力梁(3-4)，從而導致應變片上安裝座(3-3)和應變片下安裝座(3-2)之間的間隙變化，該間隙變化由所述高溫光纖應變片(5)測量得到，對所述高溫光纖應變片(5)的測量值進行處理得到該傳感器的受力值。

2.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，所述一體化測力部件(3)的左右兩側采用金屬密封板(6)密封。

3.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，在所述應變片下安裝座(3-2)的豎板自由端與應變片上安裝座(3-3)的豎板自由端的左右兩側對稱安裝兩片高溫光纖應變片(5)，以消除測力梁(3-4)擺動帶來的影響；

對稱安裝在一體化測力部件(3)中的高溫光纖應變片(5)的光纖(5-1)從尾部引出，分別經由一個尾纖密封孔(3-1)密封引出，之后經尾纖固定槽(4-1)引出至外部。

4.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，所述光纖(5-1)由高溫密封膠固定在所述尾纖固定槽(4-1)上。

5.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，所述試件(1)采用金屬材料。

6.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓光纖力傳感器，其特征在于，所述螺紋盲孔(3-5)和螺紋通孔(4-2)為4個。