一种光纤压力传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光纤压力传感器，包括主体外壳、感压片、传动杆、半圆环、缝隙、气压腔、缓冲垫、前支架、后支架、套筒、第二包层、入射光纤、出射光纤、光纤弯曲段和刻纹，主体外壳、前支架、后支架和套筒构成固定组件，感压片、传动杆、半圆环和弹簧构成活动组件，入射光纤和出射光纤构成光路传输机构，光纤弯曲段、刻纹和第二包层构成信号衰减机构，缝隙和气压腔构成阻尼机构，缓冲垫、光纤护套、压纤片和底座构成附属机构，传感器具有结构简单、灵敏度高、输出幅度大、抗干扰强、传输距离远、动态范围大、阻尼效果好等优点，传感器不受环境温度、湿度和清洁度影响，不会因潮气、灰尘、发霉等侵蚀影响传感器性能，传感器能够在各种复杂环境条件下长时间使用。
【专利说明】
一种光纤压力传感器
技术领域
[000? ] 本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种光纤压力传感器，属于光纤传感技术领域。
【背景技术】
[0002]光纤压力传感器由于其传输距离远，不受电磁环境干扰，已被广泛应用，其调制形式主要有强度调制型、光纤光栅型和干涉型，目前在光纤压力传感器方面已有较多专利技术，这些光纤传感器各有其优点，有的灵敏度很高，有的频率响应很好，有的技术含量很高，能很好适应常见的压力信号转换，这些光纤压力传感器的共同点是:(I)入射光纤到出射光纤之间有的有断裂，光信号不能连续传输，容易受环境温度、湿度和清洁度影响；(2)使用寿命有限，当光纤端面或光栅缝隙受到潮气、灰尘和发霉等侵蚀时，传感器的灵敏度和准确性会受到严重影响，有的甚至会失灵；(3)许多压力传感器没有阻尼装置，因干扰信号容易产生输出波动。
【实用新型内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种结构简单、能够在复杂环境条件下的长时间使用且稳定工作的光纤压力传感器。
[0004]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:一种光纤压力传感器包括主体外壳1、感压片2、传动杆3、半圆环4、套筒5、前支架6、缝隙7、气压腔8、缓冲垫9、第二包层10、压力盘11、弹簧12、定直缓冲片13、光纤平直段14、缓冲护套15、斜孔16、圆台壳体
17、钟型壳体18、入射光纤19、光纤护套20、出射光纤21、压纤片22、螺丝23、防脱销24、后支架25、套筒26、光纤弯曲段27、光纤盒28、刻纹29和底座30;
[0005]主体外壳1、圆台壳体17、钟型壳体18、前支架6、后支架25、套筒5、套筒26、定直缓冲片13和缓冲护套15构成固定组件，感压片2、传动杆3、半圆环4、压力盘11、防脱销24和弹簧12构成活动组件，入射光纤19、出射光纤21和光纤平直段14构成构成光路传输机构，光纤弯曲段27、刻纹29和第二包层10构成信号衰减机构，缝隙7和气压腔8构成阻尼机构，缓冲垫
9、光纤护套20、压纤片22和底座30构成附属机构；
[0006]主体外壳I和钟型壳体18之间由圆台壳体17过渡，主体外壳I左端设有前支架6，主体外壳I右端设有后支架25，前支架6中间设有套筒5，后支架25中间设有套筒26，传动杆3左侧设有感压片2，传动杆3中部设有半圆环4和压力盘11，传动杆3右侧设有防脱销24，传动杆3左侧穿入套筒5中，传动杆3右侧穿入套筒26中，压力盘11与套筒26之间的传动杆3外部设有弹簧12，斜孔16中间设有缓冲护套15，入射光纤19以及出射光纤21与光纤平直段14的交汇处穿过缓冲护套15，光纤平直段14中部用定直缓冲片13定直，光纤弯曲段27中部设有四个刻纹29，刻纹29外部设有第二包层10，第二包层10的折射率与光纤纤芯的折射率相等，光纤弯曲段27和第二包层10—起穿过半圆环4，主光路前进方向上依次为入射光纤19、光纤平直段14、光纤弯曲段27、刻纹29、光纤弯曲段27、光纤平直段14、出射光纤21;
[0007]当感压片2感受到外界压力时，感压片2带动传动杆3向右移动，并通过半圆环4左侧的缓冲垫9给第二包层10和光纤弯曲段27施予压力，使光纤弯曲段27的曲率半径增大，光纤微弯损耗减小且刻纹29处的光衰耗减少，出射光纤21中的光信号加大，即外界压力的大小与出射光纤21输出的光信号大小成正比。
[0008]由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是:本光纤压力传感器结构简单、灵敏度高、输出幅度大、抗干扰强、工作稳定、传输距离远、动态范围大、阻尼效果好，传感器不受环境温度、湿度、清洁度和电磁干扰影响，不会因潮气、灰尘、发霉等侵蚀而影响传感器的性能，传感器能够长时间正常使用。【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下5幅附图:
[0010]图1是本传感器的俯视剖视图，
[0011]图2是本传感器移去部分入射光纤19后的侧视剖视图A-A，
[0012]图3是本传感器的侧视剖视图，[〇〇13]图4是本传感器光纤弯曲段27、刻纹29和第二包层10的局部放大图，
[0014]图5是本传感器半圆环4、缓冲垫9、光纤弯曲段27和第二包层10的局部放大图。
[0015]在附图中所标各数字分别表示如下:
[0016]1.主体外壳，2.感压片，3.传动杆，4.半圆环，5.套筒，6.前支架，7.缝隙，8.气压腔，9.缓冲垫，10.第二包层，11.压力盘，12.弹簧，13.定直缓冲片，14.光纤平直段，15.缓冲护套，16.斜孔，17.圆台壳体，18.钟型壳体，19.入射光纤，20.光纤护套，21.出射光纤，22.压纤片，23.螺丝，24.防脱销，25.后支架，26.套筒，27.光纤弯曲段，28.光纤盒，29.刻纹， 30.底座。【具体实施方式】
[0017]1.根据图1至图5,一种光纤压力传感器包括主体外壳1、感压片2、传动杆3、半圆环 4、套筒5、前支架6、缝隙7、气压腔8、缓冲垫9、第二包层10、压力盘11、弹簧12、定直缓冲片 13、光纤平直段14、缓冲护套15、斜孔16、圆台壳体17、钟型壳体18、入射光纤19、光纤护套 20、出射光纤21、压纤片22、螺丝23、防脱销24、后支架25、套筒26、光纤弯曲段27、光纤盒28、 刻纹29和底座30。[〇〇18]2.主体外壳1、圆台壳体17、钟型壳体18、前支架6、后支架25、套筒5、套筒26、定直缓冲片13和缓冲护套15构成固定组件，感压片2、传动杆3、半圆环4、压力盘11、防脱销24和弹簧12构成活动组件，入射光纤19、出射光纤21和光纤平直段14构成构成光路传输机构，光纤弯曲段27、刻纹29和第二包层10构成信号衰减机构，缝隙7和气压腔8构成阻尼机构，缓冲垫9、光纤护套20、压纤片22和底座30构成附属机构。
[0019]3.主体外壳1和钟型壳体18之间由圆台壳体17过渡，主体外壳1左端设有前支架6，主体外壳1右端设有后支架25，前支架6中间设有套筒5，后支架25中间设有套筒26，传动杆3 左侧设有感压片2,传动杆3中部设有半圆环4和压力盘11，传动杆3右侧设有防脱销24,传动杆3左侧穿入套筒5中，传动杆3右侧穿入套筒26中，压力盘11与套筒26之间的传动杆3外部设有弹簧12，斜孔16中间设有缓冲护套15，入射光纤19以及出射光纤21与光纤平直段14的交汇处穿过缓冲护套15,光纤平直段14中部用定直缓冲片13定直，光纤弯曲段27中部设有四个刻纹29,刻纹29外部设有第二包层10,第二包层10的折射率与光纤纤芯的折射率相等， 光纤弯曲段27和第二包层10—起穿过半圆环4,主光路前进方向上依次为入射光纤19、光纤平直段14、光纤弯曲段27、刻纹29、光纤弯曲段27、光纤平直段14、出射光纤21。
[0020]4.当感压片2感受到外界压力时，感压片2带动传动杆3向右移动，并通过半圆环4 左侧的缓冲垫9给第二包层10和光纤弯曲段27施予压力，使光纤弯曲段27的曲率半径增大， 光纤微弯损耗减小且刻纹29处的光衰耗减少，出射光纤21中的光信号加大，即外界压力的大小与出射光纤21输出的光信号大小成正比。
[0021]5.本传感器的主体外壳1直径为40mm，整体外壳长度100mm，外壳壁厚1.2_，缝隙7 宽度0.2_，材质为铝合金，缝隙7和气压腔8相配合对感压片2的运动起到阻尼作用，光纤为 50mi/125wii多模光纤，刻纹29端面为半圆，刻纹深度至纤芯，刻纹宽度为0.5mm，相邻两个刻纹的中心线相距2mm，第二包层10的折射率与光纤纤芯的折射率相等，通过热熔的方法将第二包层10与纤芯的接触面融合在一起，可增强光线在刻纹29处的漏光程度，以提高传感器的灵敏度，光纤盒28内部磨砂涂黑处理，用于吸收刻纹29漏出的杂散光线。
【主权项】
1.一种光纤压力传感器，包括主体外壳(I)、感压片(2)、传动杆(3)、半圆环(4)、套筒(5)、前支架(6)、缝隙(7)、气压腔(8)、缓冲垫(9)、第二包层(10)、压力盘(11)、弹簧(12)、定直缓冲片(13)、光纤平直段(14)、缓冲护套(15)、斜孔(16)、圆台壳体(17)、钟型壳体(18)、入射光纤(19)、光纤护套(20)、出射光纤(21)、压纤片(22)、螺丝(23)、防脱销(24)、后支架(25)、套筒(26)、光纤弯曲段(27)、光纤盒(28)、刻纹(29)和底座(30);主体外壳(I)、圆台壳体(17)、钟型壳体(18)、前支架(6)、后支架(25)、套筒(5)、套筒(26)、定直缓冲片(13)和缓冲护套(15)构成固定组件，感压片(2)、传动杆(3)、半圆环(4)、压力盘(U)、防脱销(24)和弹簧(12)构成活动组件，入射光纤(19)、出射光纤(21)和光纤平直段(14)构成光路传输机构，光纤弯曲段(27)、刻纹(29)和第二包层(10)构成信号衰减机构，缝隙(7)和气压腔(8)构成阻尼机构，缓冲垫(9)、光纤护套(20)、压纤片(22)和底座(30)构成附属机构；其特征在于:主体外壳(I)和钟型壳体(18)之间由圆台壳体(17)过渡，主体外壳(I)左端设有前支架(6)，主体外壳(I)右端设有后支架(25)，前支架(6)中间设有套筒(5)，后支架(25)中间设有套筒(26)，传动杆(3)左侧设有感压片(2)，传动杆(3)中部设有半圆环(4)和压力盘(U)，传动杆(3)右侧设有防脱销(24)，传动杆(3)左侧穿入套筒(5)中，传动杆(3)右侧穿入套筒(26)中，压力盘(11)与套筒(26)之间的传动杆(3)外部设有弹簧(12)，斜孔(16)中间设有缓冲护套(15)，入射光纤(19)以及出射光纤(21)与光纤平直段(14)的交汇处穿过缓冲护套(15)，光纤平直段(14)中部用定直缓冲片(13)定直，光纤弯曲段(27)中部设有四个刻纹(29)，刻纹(29)外部设有第二包层(10)，第二包层(10)的折射率与光纤纤芯的折射率相等，光纤弯曲段(27)和第二包层(10) —起穿过半圆环(4)，主光路前进方向上依次为入射光纤(19)、光纤平直段(14)、光纤弯曲段(27)、刻纹(29)、光纤弯曲段(27)、光纤平直段(14)、出射光纤(21)；光纤弯曲段(27)的中部设有四个刻纹(29)，刻纹(29)外部设有第二包层(10)，刻纹(29)的端面为半圆，刻纹深度至纤芯，刻纹宽度为0.5mm，相邻两个刻纹的中心线相距2mm，第二包层(10)的折射率与光纤纤芯的折射率相等，通过热熔的方法将第二包层(10)与纤芯的接触面融合在一起，外界压力的大小与出射光纤(21)输出的光信号大小成正比。
【文档编号】G01L11/02GK205593683SQ201620252069
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】冯越, 冯雪元
【申请人】盐城师范学院