一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液压传感技术领域，具体是涉及一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构。
【背景技术】
[0002]液压参数是一个重要的物理量，在航空航天、化工、纺织、食品、医药、仓储、农业、矿业、建筑等行业的生产安全对液压的要求都非常严格。液压传感器是用于测量液体的绝对压强，目前很多液压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒在外界大液压力发生变化时顶针动作，单晶硅膜盒随着发生弹性变形，从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化来控制液压传感器。但半导体压力传感器制作工艺复杂，需要精密的电学元器件，由于需要不间断监测耗能比较大，需要经常校正。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构。该液压传感结构的体积小，功耗低，灵敏度高，无电学原件可用于易燃易爆液体的检测，通过波分复用技术可在同一光纤上同时完成多点测量，便于推广应用。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:包括壳体、弹性梁和支撑架以及用于将液压力传递至弹性梁的活塞质量块，所述弹性梁和支撑架均设置在所述壳体内部，所述壳体上部开设有用于安装所述活塞质量块的安装孔，所述活塞质量块与所述安装孔的孔壁滑动配合，所述活塞质量块的下端与弹性梁的中部相连接，所述弹性梁的底面固定连接有沿其长度方向延伸的光纤，所述光纤的一端通过光纤耦合器连接有光源，所述光纤上刻有布拉格光栅，所述支撑架包括第一支撑臂、第二支撑臂和固定轴，所述固定轴设置在所述壳体的内底壁上，所述第一支撑臂的下端铰接在所述固定轴上，所述第一支撑臂的上端固定连接在弹性梁的一端，所述第二支撑臂的下端铰接在所述固定轴上，所述第二支撑臂的上端固定连接在弹性梁的另一端。
[0005]上述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述活塞质量块与弹性梁粘结连接。
[0006]上述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述第一支撑臂的下端设置有用于套在固定轴上的第一铰接套，所述第二支撑臂的下端设置有用于套在固定轴上的第二铰接套。
[0007]上述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述壳体的内底壁上设置有至少两个用于支撑所述固定轴的支撑柱。
[0008]上述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述壳体的内底壁上设置有用于限制第一支撑臂转动角度的第一限位柱和用于限制第二支撑臂转动角度的第二限位柱。
[0009]上述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述安装孔的孔壁设置有用于与活塞质量块滑动配合的迷宫密封垫。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0011]1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理。
[0012]2、本实用新型所述第一支撑臂通过第一铰接套与固定轴相铰接，所述第二支撑臂通过第二铰接套与固定轴相铰接，使弹性梁在受力变形时更加灵敏。
[0013]3、本实用新型通过设置迷宫密封垫，能够确保所述安装孔孔壁与活塞质量块之间的间隙不会渗入水，同时还不影响活塞质量块的上下滑动。
[0014]4、本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0015]综上所述，本实用新型结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。
[0016]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型支撑架的结构示意图。
[0019]附图标记说明:
[0020]I一壳体；2—活塞质量块； 3—迷宫密封垫；
[0021]4—光纤耦合器；5—光源；6—光纤；
[0022]7—支撑架； 7-1—第一支撑臂；7-2—第二支撑臂；
[0023]7-3一固定轴；7-4—第一限位柱；7-5—第二限位柱；
[0024]7-6—支撑柱；7-7—第一铰接套；7_8—第二铰接套；
[0025]8—布拉格光栅；9一弹性梁。
【具体实施方式】
[0026]如图1和图2所不的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，包括壳体1、弹性梁9和支撑架7以及用于将液压力传递至弹性梁9的活塞质量块2，所述弹性梁9和支撑架7均设置在所述壳体I内部，所述壳体I上部开设有用于安装所述活塞质量块2的安装孔，所述活塞质量块2与所述安装孔的孔壁滑动配合，所述活塞质量块2的下端与弹性梁9的中部相连接，所述弹性梁9的底面固定连接有沿其长度方向延伸的光纤6，所述光纤6的一端通过光纤耦合器4连接有光源5，所述光纤6上刻有布拉格光栅8，所述支撑架7包括第一支撑臂7-1、第二支撑臂7-2和固定轴7-3，所述固定轴7-3设置在所述壳体I的内底壁上，所述第一支撑臂7-1的下端铰接在所述固定轴7-3上，所述第一支撑臂7-1的上端固定连接在弹性梁9的一端，所述第二支撑臂7-2的下端铰接在所述固定轴7-3上，所述第二支撑臂7-2的上端固定连接在弹性梁9的另一端。
[0027]本实施例中，该液压传感结构在使用时，当该液压传感结构位于被测液体的不同深度时，活塞质量块2所承受液压与深度成正比，活塞质量块2将液压传递至弹性梁9，由支撑架7和弹性梁9所组成的倒三角结构将发生形变，由于光纤6与弹性梁9粘接无相对位移，布拉格光栅8在受拉下波长将发生相应漂移，依据波长解调器检出的波长漂移量大小即可计算出液压大小和传感器在液体中的深度。当该液压传感结构没有放入被测液体时，活塞质量块2只受到大气压和重力影响，这是所检出波长可认为基准波长；当该液压传感结构放入被测液体，随着深度的增加，活塞质量块2所受压力增大，并压迫弹性梁9和光纤6，通过实验室标定即可获得被测液体深度与布拉格光栅8波长漂移关系曲线。
[0028]本实施例中，所述活塞质量块2与弹性梁9粘结连接。
[0029]如图1和图2所示，所述第一支撑臂7-1的下端设置有用于套在固定轴7-3上的第一铰接套7-7，所述第二支撑臂7-2的下端设置有用于套在固定轴7-3上的第二铰接套7-8。
[0030]本实施例中，当活塞质量块2受到液压力时，活塞质量块2将液压传递至弹性梁9，弹性梁9受力变形的同时，将液压力传递给第一支撑臂7-1和第二支撑臂7-2，所述第一支撑臂7-1通过第一铰接套7-7绕固定轴7-3转动，所述第二支撑臂7-2通过第二铰接套7_8绕固定轴7-3转动，使弹性梁9在受力变形时更加灵敏。
[0031]本实施例中，所述壳体I的内底壁上设置有至少两个用于支撑所述固定轴7-3的支撑柱7-6。
[0032]如图1和图2所示，所述壳体I的内底壁上设置有用于限制第一支撑臂7-1转动角度的第一限位柱7-4和用于限制第二支撑臂7-2转动角度的第二限位柱7-5。通过设置第一限位柱7-4和第二限位柱7-5，能够分别对第一支撑板和第二支撑板的转动角度进行有效的限制。
[0033]如图1所示，所述安装孔的孔壁设置有用于与活塞质量块2滑动配合的迷宫密封垫3。通过设置迷宫密封垫3，能够确保所述安装孔孔壁与活塞质量块2之间的间隙不会渗入水，同时还不影响活塞质量块2的上下滑动。
[0034]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:包括壳体(I)、弹性梁(9)和支撑架(7)以及用于将液压力传递至弹性梁(9)的活塞质量块(2)，所述弹性梁(9)和支撑架(7)均设置在所述壳体(I)内部，所述壳体(I)上部开设有用于安装所述活塞质量块(2)的安装孔，所述活塞质量块(2)与所述安装孔的孔壁滑动配合，所述活塞质量块(2)的下端与弹性梁(9)的中部相连接，所述弹性梁(9)的底面固定连接有沿其长度方向延伸的光纤出)，所述光纤(6)的一端通过光纤耦合器(4)连接有光源(5)，所述光纤(6)上刻有布拉格光栅(8)，所述支撑架(7)包括第一支撑臂(7-1)、第二支撑臂(7-2)和固定轴(7-3)，所述固定轴(7-3)设置在所述壳体(I)的内底壁上，所述第一支撑臂(7-1)的下端铰接在所述固定轴(7-3)上，所述第一支撑臂(7-1)的上端固定连接在弹性梁(9)的一端，所述第二支撑臂(7-2)的下端铰接在所述固定轴(7-3)上，所述第二支撑臂(7-2)的上端固定连接在弹性梁(9)的另一端。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述活塞质量块(2)与弹性梁(9)粘结连接。3.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述第一支撑臂(7-1)的下端设置有用于套在固定轴(7-3)上的第一铰接套(7-7)，所述第二支撑臂(7-2)的下端设置有用于套在固定轴(7-3)上的第二铰接套(7-8)。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述壳体(I)的内底壁上设置有至少两个用于支撑所述固定轴(7-3)的支撑柱(7-6)。5.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述壳体(I)的内底壁上设置有用于限制第一支撑臂(7-1)转动角度的第一限位柱(7-4)和用于限制第二支撑臂(7-2)转动角度的第二限位柱(7-5)。6.根据权利要求1所述的一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，其特征在于:所述安装孔的孔壁设置有用于与活塞质量块(2)滑动配合的迷宫密封垫(3)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于光纤布拉格光栅的液压传感结构，包括壳体、弹性梁、支撑架和活塞质量块，壳体上部开设有用于安装活塞质量块的安装孔，活塞质量块与安装孔的孔壁滑动配合，活塞质量块下端与弹性梁中部连接，弹性梁底面固定连接光纤，光纤一端通过光纤耦合器连接光源，光纤上刻有布拉格光栅，支撑架包括第一支撑臂、第二支撑臂和固定轴，第一支撑臂下端铰接在固定轴上，第一支撑臂上端固定连接在弹性梁一端，第二支撑臂下端铰接在固定轴上，第二支撑臂上端固定连接在弹性梁另一端。该液压传感结构的体积小，功耗低，灵敏度高，无电学原件可用于易燃易爆液体的检测，通过波分复用技术可在同一光纤上同时完成多点测量，便于推广应用。
【IPC分类】G01L11/02
【公开号】CN204855081
【申请号】CN201520570851
【发明人】常坤
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月31日