一种光纤压力传感器

本发明涉及压力传感器，尤其涉及一种光纤压力传感器。

背景技术：

1、海洋液位监测是一项重要的测量工作，对于了解海洋环境、评估海洋工程安全、保护海洋资源、研究地球科学等方面都具有重要的意义。海底液位监测是指通过各种手段对海底液位进行实时监测和测量的技术方法，海底压力传感器的测量性能直接决定了海洋深度定位的精度，从而影响了海啸监测预警的准确性。

2、光纤压力传感器是一种使用光纤光栅技术进行液位测量的传感器，光纤光栅是一种光学器件，通过在光纤上刻写光栅结构，可以实现对特定波长光的反射。光纤压力传感器利用了这一特性，将光纤光栅作为压力传感器，通过测量反射光的波长变化来测量液位变化。光纤压力传感器与传统压力传感器相比具有高精度、高稳定性、抗干扰、安全性和灵活性等优点，可以适应于较高的温度和压力，以及腐蚀性较强的介质环境。

3、在现有技术中，光纤压力传感器具有受压部位，海水直接与受压部件进行接触，受压部位受到海水带来的压力后直接会导致光纤光栅发生伸缩。由于海洋环境复杂且干扰性大，光纤压力传感器置于海洋中时会受到水质、水温、浪涌、大气条件和气溶胶等因素的影响，因此海水直接与受压部件进行接触时易于受到上述因素的干扰，由此会导致光纤光栅的伸缩响应过快，进而导致光纤压力传感器稳定性能较差。

技术实现思路

1、为了解决在海水中易受环境影响，从而导致光纤压力传感器稳定性差的缺陷，本发明提出一种光纤压力传感器。

2、本发明采用的技术方案是，一种光纤压力传感器，包括传感器本体和用于感应外部压力的压力输入组件，传感器本体包括：

3、壳体，其内部形成有容置空腔，且容置空腔具有压力输入口；

4、分隔件，与容置空腔的侧壁滑动密封配合，并同壳体形成密闭空腔；

5、传感光纤，穿设壳体，且分别与壳体的端部以及分隔件密封固定连接，传感光纤上设有光栅段，光栅段位于密闭空腔内；

6、压力输入组件与压力输入口连接，从而使得外部压力经压力输入组件的缓冲后，形成作用在分隔件上的内部压力，进而使得分隔件受驱产生滑动。

7、优选的，压力输入组件为可在外部压力下发生弹性形变的应变式压力输入组件，应变式压力输入组件所发生的弹性形变可作用在分隔件上，进而使得分隔件受驱产生滑动。

8、优选的，应变式压力输入组件包括弹性压力膜片，弹性压力膜片与压力输入口连接，弹性压力膜片、壳体和分隔件在密闭空腔的另一端形成有密封空间，密封空间的压强随弹性压力膜片的弹性形变而发生变化，从而使得分隔件受驱产生滑动。

9、优选的，压力输入口位于壳体的端部，形变机构还包括与压力输入口连接的安装结构，安装结构与弹性压力膜片装配，并在安装结构内具有形变空间。

10、优选的，安装结构具有压力引导部，外部压力沿压力引导部作用至弹性压力膜片，压力引导部正对弹性压力膜片设置，并位于弹性压力膜片的中心位置。

11、优选的，在密封空间内填充有散热润滑介质。

12、优选的，密闭空腔内设有伸缩管，伸缩管的两端与密闭空腔固定连接，伸缩管罩设在传感光纤外，且随传感光纤进行伸缩。

13、优选的，壳体的内壁具有凸起部，分隔件为滑动连接块，凸起部与滑动连接块滑动密封配合，滑动连接块的横向边缘设有限位凸块，滑动连接块滑动至极限位置时，限位凸块与凸起部抵接。

14、优选的，壳体上设有与壳体的内壁螺纹连接的高度调节块，高度调节块与传感光纤固定连接，通过拧动高度调节块使传感光纤处于拉伸状态或收缩状态。

15、优选的，壳体的两端均与传感光纤固定连接，至少一个分隔件同壳体之间至少形成两个密闭空腔，多个密闭空腔内均设有光栅段，且多个光栅段均沿光栅段的伸缩方向布置。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本申请公开了一种光纤压力传感器，包括传感器本体和用于感应外部压力的压力输入组件，传感器本体包括：壳体，其内部形成有容置空腔，且容置空腔具有压力输入口；分隔件，与容置空腔的侧壁滑动密封配合，并同壳体形成密闭空腔；传感光纤，穿设壳体，且分别与壳体的端部以及分隔件密封固定连接，传感光纤上设有光栅段，光栅段位于密闭空腔内；压力输入组件与压力输入口连接，从而使得外部压力经压力输入组件的缓冲后，形成作用在分隔件上的内部压力，进而使得分隔件受驱产生滑动。通过将传感光纤固定设置在分隔件上，在分隔件滑动时可以带动传感光纤上的光栅段发生变化，外部压力直接施加在压力输入组件上，外部环境所产生的变化在经过压力输入组件的过滤缓冲之后，转换成为内部压力再次施加在分隔件上，避免了外部压力直接施加在分隔件上，避免了由于外部环境的影响而导致光纤压力传感器的快速响应。与现有技术相比，本申请公开的一种光纤压力传感器可以实现在海水环境中不易受环境影响，达到使光纤压力传感器稳定性更好的目的。

技术特征：

1.一种光纤压力传感器，其特征在于，包括传感器本体和用于感应外部压力的压力输入组件，所述传感器本体包括：

2.根据权利要求1所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述压力输入组件为可在外部压力下发生弹性形变的应变式压力输入组件，所述应变式压力输入组件所发生的弹性形变可作用在所述分隔件上，进而使得所述分隔件受驱产生滑动。

3.根据权利要求2所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述应变式压力输入组件包括弹性压力膜片，所述弹性压力膜片与所述压力输入口连接，所述弹性压力膜片、所述壳体和所述分隔件在所述密闭空腔的另一端形成有密封空间，所述密封空间的压强随所述弹性压力膜片的弹性形变而发生变化，从而使得所述分隔件受驱产生滑动。

4.根据权利要求3所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述压力输入口位于所述壳体的端部，所述形变机构还包括与所述压力输入口连接的安装结构，所述安装结构与所述弹性压力膜片装配，并在所述安装结构内具有形变空间。

5.根据权利要求4所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述安装结构具有压力引导部，外部压力沿所述压力引导部作用至所述弹性压力膜片，所述压力引导部正对所述弹性压力膜片设置，并位于所述弹性压力膜片的中心位置。

6.根据权利要求3所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，在所述密封空间内填充有散热润滑介质。

7.根据权利要求1所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述密闭空腔内设有伸缩管，所述伸缩管的两端与所述密闭空腔固定连接，所述伸缩管罩设在所述传感光纤外，且随所述传感光纤进行伸缩。

8.根据权利要求1所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体的内壁具有凸起部，所述分隔件为滑动连接块，所述凸起部与所述滑动连接块滑动密封配合，所述滑动连接块的横向边缘设有限位凸块，所述滑动连接块滑动至极限位置时，所述限位凸块与所述凸起部抵接。

9.根据权利要求1所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体上设有与所述壳体的内壁螺纹连接的高度调节块，所述高度调节块与所述传感光纤固定连接，通过拧动所述高度调节块使所述传感光纤处于拉伸状态或收缩状态。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的一种光纤压力传感器，其特征在于，所述壳体的两端均与所述传感光纤固定连接，至少一个所述分隔件同所述壳体之间至少形成两个所述密闭空腔，多个所述密闭空腔内均设有所述光栅段，且多个所述光栅段均沿所述光栅段的伸缩方向布置。

技术总结
本发明涉及一种光纤压力传感器，包括传感器本体和用于感应外部压力的压力输入组件，传感器本体包括：壳体、分隔件和传感光纤。通过将传感光纤固定设置在分隔件上，在分隔件滑动时可以带动传感光纤上的光栅段发生变化，外部压力直接施加在压力输入组件上，外部环境所产生的变化在经过压力输入组件的过滤缓冲之后，转换成为内部压力再次施加在分隔件上，避免了外部压力直接施加在分隔件上，避免了由于外部环境的影响而导致光纤压力传感器的快速响应。与现有技术相比，本申请公开的一种光纤压力传感器可以实现在海水环境中不易受环境影响，达到使光纤压力传感器稳定性更好的目的。

技术研发人员：常天英,崔洪亮,吴崇坚,于淼
受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19