一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器的制造方法
【专利摘要】一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，包括一个膜片；膜片四周与壳体的内环粘结在一起；三角形楔块贴在膜片上，等强度梁的一端固定在壳体上,另一端连接有支杆一和支杆二；支杆一和支杆二的一端顶接在楔块上,另一端与等强度梁一、等强度梁二连接；光纤光栅一贴在等强度梁一的上下表面，光纤光栅二贴在等强度梁二的上下表面；光纤光栅一尾纤的一端贴在等强度梁一上；光纤光栅二的尾纤一端贴在等强度梁二上,光纤光栅一、光纤光栅二尾纤的另一端通过引出孔伸出所述的壳体；膜片下面感受压强，膜片受压强后向内弯曲而推动楔块向上移动；等强度梁一端设在壳体上，用光纤光栅进行压强的检测，实现温度的自动补偿，不受电磁辐射的干扰，测量精度高。
【专利说明】
一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器
技术领域
[0001 ]本实用新型属于光纤传感检测领域，涉及到一种膜片式压强传感器。
【背景技术】
[0002]常见的压强传感器是强度调制型和数字式的。这些传感器须带电工作，易产生电火花，在复杂环境下反成为安全隐患，而且它们仅适合单点压力测量，难组成网络进行多点、实时、远程在线网络监测。
[0003]光纤光栅是一种新型的优良应变传感元件，具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、测量精度高、结构简单、体积小、重量轻、耗能少、灵敏度高等优点。由于其采用波长解码技术，避免了光源功率和损耗对测量的影响，适合长期监测；同时由于在同一根光纤上可以刻多个光栅，这样就可以实现压强的分布式测量。鉴于光纤光栅的上述优势，可以满足我国石油领域的要求。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，结构简单、精度高、长期稳定性好、不受电磁辐射干扰。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，包括有一个膜片、四个光纤光栅、两个等强度梁、壳体、三角形楔块、支杆；
[0006]所述的膜片下面接触被测对象，膜片四周与壳体的内环粘结在一起，所述的三角形楔块粘贴在膜片的中心，等强度梁一和等强度梁二的一端固定在壳体上，另一端连接有支杆一和支杆二;支杆一和支杆二的一端顶接在楔块上，另一端与等强度梁一、等强度梁二连接;光纤光栅一黏贴在等强度梁一的上下表面，光纤光栅二黏贴在等强度梁二的上下表面;光纤光栅一尾纤的一端黏贴在等强度梁一上;光纤光栅二的尾纤一端黏贴在等强度梁二上，光纤光栅一、光纤光栅二尾纤的另一端通过引出孔伸出所述的壳体;光纤光栅一、光纤光栅二分别成对粘贴在等强度梁一和等强度梁二上。
[0007]所述的膜片中心厚、边缘渐薄。
[0008]所述的膜片的中心在三角形楔块的轴线上。
[0009]所述的引出孔为壳体内部的光纤光栅的尾纤预留的。
[0010]所述的支杆一和支杆二的一端分别通过螺丝与等强度梁一、等强度梁二4连接。
[0011]所述的等强度梁一、等强度梁二的一端通过螺丝与壳体连接。
[0012]与现有的压强传感器相比，本实用新型的优点在于利用光纤光栅进行压强检测，提出了一种新颖的光纤光栅压强传感方法，该方法继承了悬臂梁光纤光栅传感的优点，操作简便、灵敏度高、动态范围大、光栅损害小，对压强有良好的线性响应度，可以消除温度引起的交叉敏感效应。此外，本实用新型结构简单，抗电磁辐射的干扰，可以广泛的应用在石油化工等恶劣环境的压力检测中。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图1中:1-膜片，2-壳体，3-等强度梁一，4-等强度梁二，5-光纤光栅一，6_光纤光栅为，7-引出孔，8-三角形楔块，9-支杆一，I O-支杆二。
[0015]具体的实施方式
[0016]下面结合附图对本实用新型进一步详细描述。
[0017]如图1所示，一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，包括有一个膜片、四个光纤光栅、两个等强度梁、壳体、三角形楔块、支杆；
[0018]所述的膜片I下面接触被测对象，膜片I四周与壳体2的内环粘结在一起，膜片I受压而向内弯曲，带动与膜片I粘结的三角形楔块8向上移动，带动顶接在楔块8上的支杆一9和支杆二 10向两侧移动；
[0019]所述的三角形楔块8粘贴在膜片I的中心，等强度梁一3和等强度梁二 4的一端固定在壳体2上，另一端连接有支杆一 9和支杆二 10;支杆一 9和支杆二 10的一端顶接在楔块8上，另一端与等强度梁一 3、等强度梁二 4连接;光纤光栅一 5黏贴在等强度梁一 3的上下表面，光纤光栅二 6黏贴在等强度梁二 4的上下表面;光纤光栅一 5尾纤的一端黏贴在等强度梁一 3上;光纤光栅二6的尾纤一端黏贴在等强度梁二4上，光纤光栅一5、光纤光栅二6尾纤的另一端通过引出孔7伸出所述的壳体2;光纤光栅一 5、光纤光栅二 6分别成对粘贴在等强度梁一 3和等强度梁二 4上，实现了温度的自动补偿。
[0020]所述的膜片I中心厚、边缘渐薄，这样有助于膜片的变形，增大传感器的灵敏度。
[0021]所述的膜片I的中心在三角形楔块8的轴线上，三角形楔块8的顶角大小的改变可调节光纤光栅压强传感器的灵敏度。
[0022]所述的引出孔7为壳体2内部的光纤光栅的尾纤预留的。
[0023]所述的支杆一9和支杆二 10的一端分别通过螺丝与等强度梁一 3、等强度梁二 4连接。
[0024]所述的等强度梁一3、等强度梁二 4的一端通过螺丝与壳体2连接。
[0025]本实用新型的工作原理为:当膜片I感受到外面的某个压强并稳定时，膜片I向内弯曲，膜片I的变形推动三角形楔块8向上移动，楔块8推动支杆一9和支杆二 10向两侧移动，这样支杆一 9和支杆二 10对等强度梁一 3和等强度梁二 4施加位移使得等强度梁一 3、等强度梁二 4产生弯曲而变形，这样黏贴在等强度梁一 3和等强度梁二 4上下表面的光纤光栅一 5和光纤光栅二 6也会和等强度梁一 3和等强度梁二 4 一起发生协同变形，使得光纤光栅一 5和光纤光栅二 6的中心波长发生漂移，通过分析光纤光栅一 5和光纤光栅二 6中心波长的漂移量与压强之间的关系，这样就可以实现压强的测定。
【主权项】
1.一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，包括有一个膜片、四个光纤光栅、两个等强度梁、壳体、三角形楔块、支杆;其特征在于，膜片(I)下面接触被测对象，膜片(I)四周与壳体(2)的内环粘结在一起;三角形楔块(8)粘贴在膜片(I)的中心，等强度梁一(3)和等强度梁二(4)的一端固定在壳体(2)上，另一端连接有支杆一(9)和支杆二(10);支杆一(9)和支杆二(10)的一端顶接在楔块(8)上，另一端与等强度梁一(3)、等强度梁二(4)连接;光纤光栅一 (5)黏贴在等强度梁一 (3)的上下表面，光纤光栅二 (6)黏贴在等强度梁二 (4)的上下表面;光纤光栅一 (5)尾纤的一端黏贴在等强度梁一 (3)上;光纤光栅二 (6)的尾纤一端黏贴在等强度梁二(4)上，光纤光栅一(5)、光纤光栅二(6)尾纤的另一端通过引出孔(7)伸出所述的壳体(2);光纤光栅一 (5)、光纤光栅二 (6)分别成对粘贴在等强度梁一 (3)和等强度梁二⑷上。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，其特征在于，所述的膜片(I)中心厚、边缘渐薄。3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，其特征在于，所述的膜片(I)的中心在三角形楔块(8)的轴线上，三角形楔块(8)的顶角大小的改变可调节光纤光栅压强传感器的灵敏度。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，其特征在于，所述的支杆一 (9)和支杆二 (10)的一端分别通过螺丝与等强度梁一 (3)、等强度梁二 (4)连接。5.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅的膜片式压强传感器，其特征在于，所述的等强度梁一 (3)、等强度梁二 (4)的一端通过螺丝与壳体(2)连接。
【文档编号】G01L11/02GK205538078SQ201620287525
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】张桂花
【申请人】西安科技大学