一种光纤光栅气压传感器的制作方法

本发明涉及一种气压传感器，具体为一种光纤光栅气压传感器。

背景技术：

目前，基于光纤布拉格光栅(fbg)原理的传感器技术得到快速发展，光纤光栅具有防止电磁干扰、无电检测、抗雷击等优点，光纤光栅气压传感器在测量如管道气体压力、地下水位测量、岩土孔隙水位监测和其他工业流体压力测量中得到了应用。由于野外工程环境复杂，遇到恶劣天气时，结构温度变化快，要求气压传感器必须具备良好的热传导性并能实时温度补偿，以消除温度变化对压强测量的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光纤光栅气压传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光纤光栅气压传感器，包括保护外壳、光纤光栅、气压膜片以及宽带光源，所述保护外壳内部设有一空腔，所述保护外壳分为上框架和下框架，所述上框架的下端面以及下框架的上端面之间夹持有气压膜片，所述上框架和下框架的两侧均设有一固定件，所述光纤光栅粘贴在所述气压膜片的下端面，所述上框架上开有空气入口，所述下框架的一侧设有所述宽带光源，所述上框架的空气入口处还设有一气压表，所述保护外壳内还设有一保温组件，所述保温组件包括温度探头一、温度探头二、保温内腔以及电热丝；所述下框架的内部设有保温内腔，所述保温内腔内填充有保温液，所述保温内腔还设有一电热丝，所述温度探头一的一端延伸到所述下框架的内部，所述温度探头一的另一端延伸到所述保温内腔内部，所述上框架的内部也设有所述温度探头二，所述温度探头一和温度探头二连接到所述电热丝的通电开关，所述下框架的底部设有一备用电源，所述电热丝的通电开关连接到所述备用电源。

优选的，所述气压膜片与所述上框架和下框架的接触面均涂覆有353nd胶，阻挡上框架和下框架的空气流通。

优选的，所述上框架和下框架所用的材料为不锈钢材料。

优选的，所述气压膜片所用的材质为铜片，弹性模量为119gpa，厚度为0.96mm，直径为55.8mm。

优选的，所述保护外壳的内部设有一保温涂层，所述保温涂层包括基层、pu涂层、陶瓷纤维颗粒、隔热填料层、阻燃涂层、面漆层；所述的基层的表面设置有pu涂层，pu涂层的上表面设置有隔热填料层，隔热填料层内设置有陶瓷纤维颗粒；所述的隔热填料层的上表面设置有阻燃涂层，阻燃涂层的上表面设置有面漆层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：气压膜片是气压变化的敏感元件。气压变化时，由于膜片两侧表面存在气压差，气压膜片会产生变形。光纤光栅粘贴在气压膜片的下表面，随着气压膜片变形使得光纤光栅谐振峰幅值随之发生改变，从而将气压值变化量转化为光纤光栅的谐振峰幅值变化量，并且通过气压表显示出来，本发明在上框架和下框架内设置了保温组件，避免了在测量时由于温度的突变对压强测量的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的保温涂层的结构示意图。

图中：1、上框架；2、下框架；3、气压膜片；4、空气入口；5、气压表；6、光纤光栅；7、宽带光源；8、温度探头一；9、温度探头二；10、保温内腔；11、电热丝；12、备用电源；13、基层；14、pu涂层；15、隔热填料层层；16、阻燃涂层；17、面漆层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：

一种光纤光栅气压传感器，包括保护外壳、光纤光栅6、气压膜片3以及宽带光源7，所述保护外壳内部设有一空腔，所述保护外壳分为上框架1和下框架2，所述上框架1的下端面以及下框架2的上端面之间夹持有气压膜片3，所述上框架1和下框架2的两侧均设有一固定件，所述光纤光栅6粘贴在所述气压膜片3的下端面，所述上框架1上开有空气入口4，所述下框架2的一侧设有所述宽带光源7，所述上框架1的空气入口处还设有一气压表5，所述保护外壳内还设有一保温组件，所述保温组件包括温度探头一8、温度探头二9、保温内腔10以及电热丝11；所述下框架2的内部设有保温内腔10，所述保温内腔10内填充有保温液，所述保温内腔10还设有一电热丝11，所述温度探头一8的一端延伸到所述下框架2的内部，所述温度探头一8的另一端延伸到所述保温内腔10内部，所述上框架1的内部设有所述温度探头二9，所述温度探头一8和温度探头二9连接到所述电热丝11的通电开关，所述下框架2的底部设有一备用电源12，所述电热丝11的通电开关连接到所述备用电源12。

在本实施例中，所述气压膜片3与所述上框架1和下框架2的接触面均涂覆有353nd胶，阻挡上框架1和下框架2的空气流通。

在本实施例中，所述上框架1和下框架2所用的材料为不锈钢材料。

在本实施例中，所述气压膜片3所用的材质为铜片，弹性模量为119gpa，厚度为0.96mm，直径为55.8mm。

在本实施例中，所述保护外壳的内部设有一保温涂层，所述保温涂层包括基层13、pu涂层14、陶瓷纤维颗粒、隔热填料层15、阻燃涂层16、面漆层17；所述的基层13的表面设置有pu涂层14，pu涂层14的上表面设置有隔热填料层15，隔热填料层15内设置有陶瓷纤维颗粒；所述的隔热填料层15的上表面设置有阻燃涂层16，阻燃涂层16的上表面设置有面漆层17。

工作原理：气压膜片是气压变化的敏感元件。气压变化时，由于气压膜片3两侧表面存在气压差，气压膜片3会产生变形。光纤光栅6粘贴在气压膜片3的下表面，随着气压膜片3变形使得光纤光栅6谐振峰幅值随之发生改变，从而将气压值变化量转化为光纤光栅的谐振峰幅值变化量，并且通过气压表5显示出来，本发明在上框架1和下框架2内设置了保温组件，避免了在测量时由于温度的突变对压强测量的影响。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种光纤光栅气压传感器，包括保护外壳、光纤光栅、气压膜片以及宽带光源，所述保护外壳内部设有一空腔，所述保护外壳分为上框架和下框架，所述上框架的下端面以及下框架的上端面之间夹持有气压膜片，所述上框架和下框架的两侧均设有一固定件，所述光纤光栅粘贴在所述气压膜片的下端面，所述上框架上开有空气入口，所述下框架的一侧设有所述宽带光源，所述上框架的空气入口处还设有一气压表，所述保护外壳内还设有一保温组件。本发明测量的气压值更加精确。

技术研发人员：刘晓航;刘益民
受保护的技术使用者：杭州铭迦网络科技有限公司
技术研发日：2018.03.29
技术公布日：2019.10.11