一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器及其使用方法，属于光电子测量器件【技术领域】。本发明包括进压口、承压活塞、上支撑架、压力导杆、菱形传压结构、上弹性钢片、下弹性钢片、温补光纤Bragg光栅、下支撑架、光纤Bragg光栅、导出光纤、引出孔；上下支撑架焊接在外壳上，上支撑架的中间连接承压活塞，承压活塞的底部连接压力导杆的一端，其另一端与菱形传压结构的上端相连，上下弹性钢片对称固定在菱形传压结构的上半部和下半部，温补光栅的一端与上支撑架相连，下支撑架与菱形传压结构的下端相连，光栅粘贴在上下弹性钢片上，光栅的导出光纤通过引出孔引出。本发明实现了对被测渗压的实时在线监测。
【专利说明】一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器及其使用方法，属于光电子测量器件【技术领域】。
【背景技术】
[0002]由于开采深度的延伸和开采范同的扩大，矿井生产向纵深发展，水患威胁日益严重，防治任务更加艰巨，矿井水灾严重威胁煤矿安全生产和矿井的生命安全，对煤矿水害的预测与防治研究已经被提高到越来越重要的地位。承压水的压力是研究和预测突水问题最重要参量，所以对它的实时监测是预测突水事故的重要依据。电类传感技术目前在矿井地质灾害监测中应用较多，发挥了极为重要的作用，但是由于电类传感器是有源器件，防水性能差、长期稳定性能与抗腐蚀性能较差，在地下工程复杂环境下长期使用易损坏或发生零漂等现象，严重影响了监测信息的有效性、稳定性与置信度。光纤传感器有抗电磁干扰、防水性能强、动态范围宽、灵敏度高、便于组网、可实现分布式测量等优点，为实现矿井灾害监测与预测提供了可行的途径。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器及其使用方法，以用于解决对渗压的实时在线监测问题。
[0004]本发明的技术方案是:一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器,包括进压口 1、承压活塞2、上支撑架3、压力导杆4、菱形传压结构5、上弹性钢片6、下弹性钢片7、温补光纤Bragg光栅8、下支撑架9、光纤Bragg光栅10、导出光纤11、引出孔12 ;其中进压口 I分布在传压仓中，上支撑架3、下支撑架9焊接在外壳上，上支撑架3的中间连接承压活塞2，承压活塞2的底部连接压力导杆4的一端，压力导杆4的另一端与菱形传压结构5的上端相连，上弹性钢片6、下弹性钢片7对称固定在菱形传压结构5的上半部和下半部，温补光纤Bragg光栅8的一端与上支撑架3相连，下支撑架9与菱形传压结构5的下端相连，光纤Bragg光栅10粘贴在上弹性钢片6、下弹性钢片7上,温补光纤Bragg光栅8、光纤Bragg光栅10的导出光纤11通过位于下支撑架9的引出孔12引出并与外接光缆相连接。
[0005]所述引出孔12使用环氧树脂进行密封。
[0006]一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器的使用方法，首先根据光纤Bragg光栅解调仪分析得到光纤Bragg光栅10中心波长的移位值Hs,再通过光纤Bragg光
栅10中心波长的移位值与环境的渗压P的关系式
【权利要求】
1.一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器,其特征在于:包括进压口(I)、承压活塞(2)、上支撑架(3)、压力导杆(4)、菱形传压结构(5)、上弹性钢片(6)、下弹性钢片(7)、温补光纤Bragg光栅(8)、下支撑架(9)、光纤Bragg光栅(10)、导出光纤(11)、引出孔(12);其中进压口(I)分布在传压仓中，上支撑架(3)、下支撑架(9)焊接在外壳上，上支撑架(3)的中间连接承压活塞(2)，承压活塞(2)的底部连接压力导杆(4)的一端，压力导杆(4)的另一端与菱形传压结构(5)的上端相连，上弹性钢片(6)、下弹性钢片(7)对称固定在菱形传压结构(5)的上半部和下半部，温补光纤Bragg光栅(8)的一端与上支撑架(3)相连，下支撑架(9 )与菱形传压结构(5 )的下端相连，光纤Bragg光栅(10 )粘贴在上弹性钢片(6)、下弹性钢片(7)上，温补光纤Bragg光栅(8)、光纤Bragg光栅(10)的导出光纤(11)通过位于下支撑架(9)的引出孔(12)引出并与外接光缆相连接。
2.根据权利要求1所述的活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器，其特征在于:所述引出孔(12 )使用环氧树脂进行密封。
3.一种活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器的使用方法，其特征在于:首先根据光纤Bragg光栅解调仪分析得到光纤Bragg光栅(10)中心波长的移位值Als,再通过光纤Bragg光栅(10)中心波长的移位值Mg与环境的渗压P的关系式A4=-h.K.P计算出被测环境的渗压；式中:α.为菱形传压结构(5)的左上
4.根据权利要求3所述的活塞式菱形结构光纤Bragg光栅渗压传感器的使用方法，其特征在于:所述夹角G的变化范围为5°到50°。
【文档编号】G01L11/02GK103542974SQ201310505798
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】谢涛, 李川, 李英娜, 赵振纲, 刘爱莲, 吴文兵 申请人:昆明理工大学