一种差压传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器，属于光纤传感技术领域。
【背景技术】
[0002]差压传感器DPS (Differential Pressure Sensor)是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。近年来，差压传感器在微流量测量、泄露测试、洁净间监测、环境密封性检测、气体流量测量、液位高低测量等许多高精度测量场合都有着广泛的应用。
[0003]现今国内外对差压传感器的研究主要集中于传统的压阻式差压传感器与电容式差压传感器。压阻式差压传感器结构简单，工作端面平整，但其灵敏度与频率响应之间存在着比较突出的矛盾，且温度对此种传感器的性能影响也比较大。电容式传感器灵敏度高，动态响应特性好，抗过载能力强，但它存在寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响，以及与传感器连接的电路比较复杂等缺点，影响到它的应用可靠性，因此限制了它的广泛应用。
[0004]现有测量流体的光纤压力传感器均采用弹性膜片作为压力感应器件，弹性膜片很容易受外界干扰，性能稳定性不足，导致光纤传感器不适宜应用在压差传感技术中，同时，弹性膜片各部位所接触的流体压力一般分布不均匀，或多或少都会存在一定的压力差，使得弹性膜片各部位变形不均，影响传感器的测量精度，弹性膜片在变形时是发生弧形形变，针对导致该弧形形变的压力的测量及计算较为繁琐，同时，弹性膜片很容易受损，使用寿命较短。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于:提供一种差压传感器，以解决现有弹性膜片式压力传感器对压力的测量及计算较为繁琐，测量精度不高，以及现有传感器性能稳定性较差，使得光纤压力传感器不适宜测量流体压差，且使用寿命较短等问题。
[0006]本实用新型的方案如下:一种差压传感器，包括传感器探头、光电探测器和信号处理器，所述传感器探头包括两个检测探头，检测探头的结构均相同，且每个检测探头均具有如下结构:检测探头包括筒形结构的壳体，壳体内滑动设置有活塞，壳体的一端设置有端盖，壳体的另一端开设有流体通孔，活塞与端盖之间沿活塞的滑动方向还设置有弹簧，端盖上开设有通孔，通孔与活塞的端面相垂直，活塞正对通孔的一端上固定有反光镜，通孔内设置有指向反光镜的光纤探头，两个检测探头中光纤探头的出射光纤分别与一个光电探测器相连，两个光电探测器又分别与信号处理器相连。
[0007]作为一种优选方式，每个检测探头还分别对应设置有光源、Y型耦合器和光纤，光源设置于光纤的一端用于产生光纤信号，光纤的另一端经Y型耦合器后分为入射光纤和参考光纤，光纤中的入射光纤接入到检测探头中的光纤探头，并作为光纤探头的入射光纤，每个参考光纤还单独与一个光电探测器相连，且光电探测器均与信号处理器相连。
[0008]为保证流体进入探头内时，探头的测量精确性，优选结构为，弹簧的一端固定于活塞上，弹簧的另一端固定于端盖上，且没有流体进入时，弹簧保持自然状态，即无伸缩形变状态，从而使得没有流体进入时，反光片与光纤探头之间的距离始终不变，保证探头结构的稳定性和精确性；
[0009]为保证流体进入时不携带杂质，流体通孔上设置有过滤网，以过滤流体中的杂质，保护探头内部结构，保证测量精确性；
[0010]为保证探头结构的合理和性能的稳定性，通孔开设于端盖的正中心位置，通孔、活塞及弹簧三者同轴；
[0011]为保证光纤探头的位置固定不变，通孔内设置有内螺纹，光纤探头旋紧固定于通孔内；
[0012]为保证活塞的使用寿命更为长久以及探头性能的稳定性，活塞的材质优选硬质合金，为防止流体流入到端盖与活塞之间的腔室内，活塞与壳体的内壁之间设置有密封圈，端盖上还开设有贯通端盖的压力补偿孔。
[0013]将两个检测探头分别置于两种待测流体I和2中，两种待测流体分别经流体通孔进入两个检测探头内并依靠流体压力推动活塞平移，经弹簧的压缩调整，两检测探头内的活塞最终都稳定在一个平衡位置处，活塞平移后导致两检测探头内反光镜与光纤探头间的距离发生变化，从而使得光纤探头接收的反射光发生变化，经光电探测器转化后输入到信号处理器中进行最终处理，得到两检测探头内流体的压力值，从而得到两待测流体的差压值。
[0014]本实用新型与现有技术相比，主要优点是该差压传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，有一系列独特的优点。电绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控，耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接，对新型差压传感器的设计与推广起到了积极的推动作用；
[0015]同时，该差压传感器采用活塞式结构代替现有光纤传感器中的弹性膜片作为差压传感器的压力探测器件，在遇到流体压力时，活塞是平移运动，仅需根据活塞的平移量即可计算出流体压力，对于光纤传感的要求更低，计算和测量更为简单，且活塞结构更加稳定，不易受外界干扰，不易损坏，使用寿命更为长久，使得传感器的可靠性、适应性及互换性都有了较大进步，适宜用作流体差压的测量；传感器的强度补偿原理更为简单，实用性更强。
【附图说明】
[0016]图1是该传感器的结构原理图；
[0017]图2是该传感器中单个检测探头的剖视图；
[0018]其中，a表示待测流体I，b表示待测流体2。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照附图对本实用新型作进一步地详细描述，
[0020]实施例:
[0021]参照图1和图2，本实施例提供一种差压传感器，包括传感器探头、光电探测器2和信号处理器3，所述传感器探头包括两个检测探头1，检测探头I的结构均相同，且每个检测探头I均具有如下结构:检测探头I包括筒形结构的壳体11，壳体11内滑动设置有活塞12，活塞12的材质为硬质合金，活塞12与壳体11的内壁之间设置有密封圈18，壳体11的一端设置有端盖13，壳体11的另一端开设有流体通孔111，流体通孔111上设置有过滤网17，活塞12与端盖13之间沿活塞12的滑动方向还设置有弹簧14，弹簧14的一端固定于活塞12上，弹簧14的另一端固定于端盖13上，且没有流体进入时，弹簧14保持自然状态，端盖13上开设有通孔131和贯通端盖13的压力补偿孔132，通孔131开设于端盖13的正中心位置，通孔131、活塞12及弹簧14三者同轴，活塞12正对通孔131的一端上固定有反光镜15，通孔131内设置有指向反光镜15的光纤探头16，通孔131内设置有内螺纹，光纤探头16旋紧固定于通孔131内，两个检测探头I中光纤探头16的出射光纤161分别与一个光电探测器2相连，两个光电探测器2又分别与信号处理器3相连。
[0022]每个检测探头I还分别对应设置有光源4、Y型耦合器5和光纤6，光源4设置于光纤6的一端用于产生光纤信号，光纤6的另一端经Y型耦合器5后分为入射光纤61和参考光纤62，光纤6中的入射光纤61接入到检测探头I中的光纤探头16，并作为光纤探头16的入射光纤，每个参考光纤62还单独与一个光电探测器2相连，且光电探测器2均与信号处理器3相连。
【主权项】
1.一种差压传感器，包括传感器探头、光电探测器(2)和信号处理器(3)，所述传感器探头包括两个检测探头(1)，检测探头(I)的结构均相同，且每个检测探头(I)均具有如下结构:检测探头(I)包括筒形结构的壳体(11)，壳体(11)内滑动设置有活塞(12)，壳体(11)的一端设置有端盖(13)，壳体(11)的另一端开设有流体通孔(111)，活塞(12)与端盖(13)之间沿活塞(12)的滑动方向还设置有弹簧(14)，端盖(13)上开设有通孔(131)，通孔(131)与活塞(12)的端面相垂直，活塞(12)正对通孔(131)的一端上固定有反光镜(15)，通孔(131)内设置有指向反光镜(15)的光纤探头(16)，两个检测探头(I)中光纤探头(16)的出射光纤(161)分别与一个光电探测器(2)相连，两个光电探测器(2)又分别与信号处理器(3)相连。2.根据权利要求1所述一种差压传感器，其特征在于:每个检测探头(I)还分别对应设置有光源(4)、Y型耦合器(5)和光纤(6)，光源(4)设置于光纤(6)的一端用于产生光纤信号，光纤(6)的另一端经Y型親合器(5)后分为入射光纤(61)和参考光纤(62)，光纤(6)中的入射光纤(61)接入到检测探头(I)中的光纤探头(16)，并作为光纤探头(16)的入射光纤，每个参考光纤(62 )还单独与一个光电探测器(2 )相连，且光电探测器(2 )均与信号处理器(3)相连。3.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:弹簧(14)的一端固定于活塞(12)上，弹簧(14)的另一端固定于端盖(13)上，且没有流体进入时，弹簧(14)处于自然状态。4.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:流体通孔(111)上设置有过滤网(17)。5.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:通孔(131)开设于端盖(13)的正中心位置，通孔(131)、活塞(12)及弹簧(14)三者同轴。6.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:通孔(131)内设置有内螺纹，光纤探头(16)旋紧固定于通孔(131)内。7.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:活塞(12)的材质为硬质合金。8.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:活塞(12)与壳体(11)的内壁之间设置有密封圈(18)。9.根据权利要求1或2所述一种差压传感器，其特征在于:端盖(13)上还开设有贯通端盖(13)的压力补偿孔(132)。
【专利摘要】本实用新型提供一种差压传感器，包括传感器探头、光电探测器和信号处理器，所述传感器探头包括两个检测探头，检测探头的结构均相同，检测探头均包括筒形结构的壳体，壳体内滑动设置有活塞，壳体的一端设置有端盖，壳体的另一端开设有流体通孔，活塞与端盖之间沿活塞的滑动方向还设置有弹簧，端盖上开设有通孔，活塞正对通孔的一端上固定有反光镜，通孔内设置有指向反光镜的光纤探头，两个检测探头中光纤探头的出射光纤分别与一个光电探测器相连，两个光电探测器又分别与信号处理器相连。以解决现有弹性膜片式传感器对压力的测量及计算较为繁琐，测量精度不高，以及现有传感器性能稳定性较差，使用寿命较短等问题。本实用新型属于压差检测领域。
【IPC分类】G01L13/02
【公开号】CN204788775
【申请号】CN201520494285
【发明人】胡浩, 钟丽琼
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月10日