专利名称：光纤法布里-珀罗压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全测量技术领域，涉及油罐静压力测量专用传感器，尤其是涉及一种光纤法布里-珀罗压力传感器。
背景技术：
高压强电进入爆炸性环境是令人担忧的安全隐患。例如在石油存储领域，油罐储量测量当前流行的技术方法都会用电，电上罐甚至电进罐，存在严重的安全隐患。中国专利号ZL-02224560X、ZL-200410038285. 4、ZL-200420059735. 3 公开的光纤液位传感器；中国专利号为ZL-200420102303. 6公开的光纤法布里-珀罗腔液位传感器。现有的这些传感器特别容易受到使用环境变化的影响，当温度变化时，应变片或弹性片轻 微的变形、液压油膨胀系数与其它部件不一致就会对测量精度造成很大的影响。同时这些传感器生产工艺难度大，成品率较低；特别是当作为差压传感器使用时，油蒸汽会进入法布里-珀罗腔，从而大大影响传感器的稳定性和测量准确度。另外，传感器输出信号不干净，信噪比不高。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的是提出一种温度性能更好、准确度更高、结构更简单的光纤法布里-珀罗压力传感器。为了达到上述目的，本实用新型提出了一种光纤法布里-珀罗压力传感器，包括压力采集腔、缓冲部件、光学谐振腔、光纤连接器；所述压力采集腔为上端、下端具有开口的腔体，上接外部储液容器，下端通过缓冲部件连接所述光学谐振腔；所述光学谐振腔为一非本征型法布里-珀罗光学干涉腔，其为上端面开口、下端面封闭的腔体；连接有光纤的所述光纤连接器从所述光学谐振腔的下端面穿入所述光学谐振腔内。作为上述技术方案的优选，所述缓冲部件包括缓冲弹性体、光学弹性体、外壳，所述缓冲弹性体、光学弹性体、外壳形成缓冲腔，所述缓冲腔内设有缓冲液；所述缓冲弹性体、光学弹性体均为圆盘形状。作为上述技术方案的优选，所述缓冲部件包括缓冲弹性体、光学弹性体、外壳，所述缓冲弹性体、光学弹性体、外壳形成缓冲腔；所述光学弹性体为圆盘形状；所述缓冲弹性体为圆心凸起呈弧形的圆盘形状，且所述缓冲弹性体上具有贯穿本体的孔。作为上述技术方案的优选，压力采集腔、光学谐振腔及外壳具有筒状内腔；所述缓冲弹性体、光学弹性体的形状与所述压力采集腔、光学谐振腔及外壳相适配以封闭所述压力采集腔及光学谐振腔之间的空隙。作为上述技术方案的优选，所述光纤连接器由保护盖、光学谐振腔下端穿入，并与所述光学谐振腔底端面及光学弹性体垂直；所述光纤连接器中轴线与所述保护盖、光学谐振腔、光学弹性体中轴线重合或偏离中轴线不超过8 ii m。作为上述技术方案的优选，所述缓冲液为低膨胀系数的苯甲基硅油。[0011]作为上述技术方案的优选，所述压力采集腔、缓冲弹性体、光学谐振腔、外壳、保护盖采用因瓦合金制造，所述光学谐振腔进行发黑处理。作为上述技术方案的优选，所述光学弹性体采用与因瓦合金等膨胀系数的微晶玻璃制造，其直径为11 25mm，厚度为850 1500 y m，其内侧表面中心半径500 y m范围内镀反射膜，反射率调整到50 68%。作为上述技术方案的优选，所述光纤连接器为平面对接型光纤连接器，所述光纤为单模石英光纤。作为上述技术方案的优选，所述光学谐振腔、保护盖开有与外界大气或油罐蒸汽空间相通的导气孔；所述导气孔内设有通气吸油体；所述通气吸油体为活性碳与多孔发泡材料组成的吸附体。本实用新型用在爆炸性环境，通过测量油罐底部静压力，直接计量油罐的库存量，可以从根本上杜绝高压强电的困扰、闪电雷击的危害。同时，本实用新型的光纤法布里-珀 罗压力传感器既可以测量表观压力，又可以测量差压压力
图I为本实用新型优选实施例的结构示意图；图2为本实用新型另一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型优选实施例一做进一步说明。本实用新型实施例提出了一种基于光纤法布里-珀罗压力传感器，其结构如图I所示，包括压力采集腔I、缓冲部件、光学谐振腔5、光纤连接器6。如图I所示的，缓冲部件可以具体包括缓冲弹性体2、缓冲液3、光学弹性体4。缓冲弹性体2、光学弹性体4、外壳7形成缓冲腔，所述缓冲腔内设有缓冲液3。如图I所示的，所述缓冲弹性体2、光学弹性体4均为圆盘形状。如图2所示的，所述缓冲部件还可以具体包括缓冲弹性体2、光学弹性体4。缓冲弹性体2、光学弹性体4、外壳7形成缓冲腔。如图2所示的，所述光学弹性体4为圆盘形状；所述缓冲弹性体2为圆心凸起呈弧形的圆盘形状。如图2所示的，可以设置多个缓冲弹性体2，例如2个。如图2所示的，所述缓冲弹性体上具有贯穿本体的孔，该孔可以为不规则的分布于缓冲弹性体2上，且贯穿缓冲弹性体2。由于硅油的热膨胀温度系数很难完全与因瓦合金、微晶玻璃完全匹配，因此采用这种结构可以在降低结构复杂度的同时，也避免了硅油与其它部件热膨胀温度系数不一致而带来的影响。在这两个弧状圆形薄片上开几个不对称的孔，这样可以减缓液体的冲击。如图2所示的，不同的缓冲弹性体2上的孔的位置也可以是不相同的。进一步的，为了增加密封效果，缓冲部件还可以包括保护盖8。如图I所示的，所述压力采集腔I为上下端开口的壳体，上接外部储液容器，下端紧压缓冲弹性体；所述缓冲弹性体2、光学弹性体4与外壳7围成缓冲腔，内充缓冲液3 ;所述光学谐振腔5为上端面开口、下端面封闭腔体，光学弹性体4紧贴光学谐振腔5上端面且与光学谐振腔5底端面平行，构成一非本征型法布里-珀罗光学干涉腔；所述光纤连接器6由保护盖8、光学谐振腔5下端面穿入，其轴线与所述保护盖8、光学谐振腔5底端面、光学弹性体垂直。液体静压力由压力采集腔I导入，作用于缓冲弹性体2上，使缓冲弹性体2发生形变，通过缓冲液3的传导作用，使光学弹性体4发生形变，从而改变非本征型法布里-珀罗光学干涉腔反射光光程，使液体静压力对光产生调制作用，经过单模光纤远距离传输后，被远端设备检测并解调出液体静压力，从而实现对油罐储存量的测量。 如图I所示的，所述光学谐振腔5、保护盖8开有与外界大气或油罐蒸汽空间相通的导气孔10，孔内设有通气吸油体11，所述通气吸油体11为活性碳与多孔发泡材料组成的吸附体。如图I所示的，在外壳7上还开有充油孔9。如图I所示的，压力采集腔I及光学谐振腔5、外壳7具有筒状内腔；所述缓冲弹性体2、光学弹性体4的形状与所述压力采集腔I、光学谐振腔5外壳7相适配以封闭所述压力采集腔I及光学谐振腔5之间的空隙。如图I所示的，所述光纤连接器6由保护盖8、光学谐振腔5下端穿入，并与所述光学谐振腔5底端面及光学弹性体4垂直。所述光纤连接器6中轴线与所述保护盖8、光学谐振腔5、光学弹性体4的中轴线重合或偏离中轴线不超过8 u m。所述缓冲液3为低膨胀系数的苯甲基硅油。所述压力采集腔、缓冲弹性体、光学谐振腔、外壳、保护盖采用因瓦合金制造，所述光学谐振腔进行发黑处理。所述光学弹性体采用与因瓦合金等膨胀系数的微晶玻璃制造，其直径为11 25mm，厚度为850 1500 y m，其内侧表面中心半径500 y m范围内镀反射膜，反射率调整到50 68%。所述光纤连接器为平面对接型光纤连接器，所述光纤为单模石英光纤。当然，本实用新型还可有其他实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，包括压力采集腔、缓冲部件、光学谐振腔、光纤连接器；所述压力采集腔为上端、下端具有开口的腔体，上接外部储液容器，下端通过缓冲部件连接所述光学谐振腔；所述光学谐振腔为一非本征型法布里-珀罗光学干涉腔，其为上端面开口、下端面封闭的腔体；连接有光纤的所述光纤连接器从所述光学谐振腔的下端面穿入所述光学谐振腔内。
2.根据权利要求I所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述缓冲部件包括缓冲弹性体、光学弹性体、外壳，所述缓冲弹性体、光学弹性体、外壳形成缓冲腔，所述缓冲腔内设有缓冲液；所述缓冲弹性体、光学弹性体均为圆盘形状。
3.根据权利要求I所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述缓冲部件包括缓冲弹性体、光学弹性体、外壳，所述缓冲弹性体、光学弹性体、外壳形成缓冲腔；所述光学弹性体为圆盘形状；所述缓冲弹性体为圆心凸起呈弧形的圆盘形状，且所述缓冲弹性体上具有贯穿本体的孔。
4.根据权利要求2或3所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，压力采集腔、光学谐振腔及外壳具有筒状内腔；所述缓冲弹性体、光学弹性体的形状与所述压力采集腔、光学谐振腔及外壳相适配以封闭所述压力采集腔及光学谐振腔之间的空隙。
5.根据权利要求4所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述光纤连接器由保护盖、光学谐振腔下端穿入，并与所述光学谐振腔底端面及光学弹性体垂直；所述光纤连接器中轴线与所述保护盖、光学谐振腔、光学弹性体中轴线重合或偏离中轴线不超过8 u m。
6.根据权利要求5所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述缓冲液为低膨胀系数的苯甲基硅油。
7.根据权利要求6所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述压力采集腔、缓冲弹性体、光学谐振腔、外壳、保护盖采用因瓦合金制造，所述光学谐振腔进行发黑处理。
8.根据权利要求7所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述光学弹性体采用与因瓦合金等膨胀系数的微晶玻璃制造，其直径为11 25mm，厚度为850 1500ii m，其内侧表面中心半径500 iim范围内镀反射膜，反射率调整到50 68%。
9.根据权利要求8所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述光纤连接器为平面对接型光纤连接器，所述光纤为单模石英光纤。
10.根据权利要求8所述的光纤法布里-珀罗压力传感器，其特征在于，所述光学谐振腔、保护盖开有与外界大气或油罐蒸汽空间相通的导气孔；所述导气孔内设有通气吸油体；所述通气吸油体为活性碳与多孔发泡材料组成的吸附体。
专利摘要本实用新型提出了一种光纤法布里-珀罗压力传感器，包括压力采集腔、缓冲部件、光学谐振腔、光纤连接器；所述压力采集腔为上端、下端具有开口的腔体，上接外部储液容器，下端通过缓冲部件连接所述光学谐振腔；所述光学谐振腔为一非本征型法布里-珀罗光学干涉腔，其为上端面开口、下端面封闭的腔体；连接有光纤的所述光纤连接器从所述光学谐振腔的下端面穿入所述光学谐振腔内。本实用新型用在爆炸性环境，通过测量油罐底部静压力，直接计量油罐的库存量，可以从根本上杜绝高压强电的困扰、闪电雷击的危害。
文档编号G01L19/14GK202393549SQ201120553538
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年6月8日
发明者罗迤凡, 魏建中 申请人:罗迤凡