一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于渗压传感器技术领域，特别涉及一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器。
【背景技术】
[0002]渗压传感器用于监测岩土工程和其它混凝土建筑物的渗透水压力，适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部及其基础，或安装在测压管内，测量结构物内部及基础的渗透水压力。也可用于水库水位或边坡地下水位的测量，传统常用的电类传感器在野外使用时易受雷击，在复杂电磁环境下受干扰严重难以正常工作，同时测量信号不易远距离传输。光纤式渗压传感器抗雷击、抗电磁干扰能力强，可在各种恶劣环境中使用，同时现场无需供电，光纤信号可长距离传输，十分适用于长距离引供水工程等现场供电困难的监测领域。传感器可采用波分复用、时分复用等通讯复用技术组成准分布式网络，一根光纤即可传输信号，相对传统电类传感器节省大量电缆。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明提供了一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器，以达到抗雷击、抗电磁干扰能力强，结构简单、性能稳定、自带温度补偿、具备微调装置的目的。
[0004]技术方案:为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]—种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器，包括保护壳体和透水石壳体，所述保护壳体内安装有光纤固定基座，所述光纤固定基座的一端为刚性结构，光纤固定基座的另一端为弹性结构，所述刚性结构的一端固定有温度光纤光栅，所述弹性结构的一端固定有压力光纤光栅，所述光纤固定基座与压力光纤光栅的连接处安装有弹性调节装置，所述压力光纤光栅的外部为光纤固定基座尾端的弹性膜片;所述保护壳体近温度光纤光栅的一端连接有光栅尾纤，且光栅尾纤伸出于保护壳体，所述保护壳体外部近压力光纤光栅的一端连接有透水石。
[0006]进一步的，所述光纤固定基座与压力光纤光栅的连接处安装有弹性调节装置。
[0007]进一步的，所述弹性调节装置8为带有微调旋钮的微量位移弹性调节装置，所述微调旋钮能够调节的微量位移为十微米级别的位移。。
[0008]进一步的，所述弹性膜片为中空的柱状结构，弹性膜片上设有内螺纹与光纤固定基座相连接，弹性膜片的尾端中心设有托台。
[0009]进一步的，所述压力光纤光栅的尾端固定于托台内，压力光纤光栅首端固定于光纤固定基座。
[0010]进一步的，所述压力光纤光栅首尾两端固定点的距离为LI，在温度升高时，压力光纤光栅本身温度系数为口，温度升高导致波长变大，波长A1= □* △ T，其中△ T为温度变化，而由于光纤固定基座的热膨胀导致压力光纤光栅向着弹性膜片的方向收缩，收缩位移为线膨胀系数Α*ΔΤ，压力光纤光栅因此会产生波长变小，波长λ2 = Α*ΔΤ/11*Ρ，其中P为光栅应变系数，压力光纤光栅的温度、应变系数均是一定值，，各个部件的材料确定后，线膨胀系数A则也为确定值，故只需要控制LI即可使&与\2产生的波长变化相抵消补偿温度影响。
[0011]进一步的，所述弹性膜片与压力光纤光栅之间通过光学胶或者微激光焊接连接。
[0012]进一步的，所述光纤固定基座固定温度光纤光栅的一端为刚性结构;所述光纤固定基座连接压力光纤光栅的一端为弹性结构。
[0013]进一步的，所述保护壳体与弹性膜片的接缝处设置有密封圈或者焊接密封。
[0014]进一步的，所述透水石外设置有透水石壳体。
[0015]进一步的，所述保护壳体和透水石壳体之间设置有螺纹固定连接。
[0016]进一步的，所述光栅尾纤和保护壳体的连接部分外包裹有密封保护套管。
[0017]有益效果:本发明提供的光纤式渗压传感器，抗干扰能力强、灵敏度高、精度高、性能稳定，可以自温度补偿，可同时测量温度及液体压力。弹性膜片线性性能好，在微小压力下即可产生较好变形，故具有极好的灵敏度，本发明还能进行温度自补偿，消除了压力光栅受温度影响导致测量精度降低的问题。同时带有初始位置调节装置，解决了光栅固结过程中需要承受较高预应力及固化过程中可能产生松弛的问题，只需在光栅固结完成后微调弹性调节装置即可调整光栅初始波长，保证测量范围，同时通过控制弹性膜片的厚度即可实现不同量程的渗压传感器设计。栅区无胶层，固化过程中不会受到不均匀应力影响，解决了光纤光栅封装过程中波形变形的问题，提高了成品率。本发明具有较好的防护结构及良好的防水防潮性能，能够适用于恶劣环境下的使用。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的结构示意图；
[0019]其中:1-光栅尾纤，2-保护壳体，3-光纤固定基座，4-弹性膜片，5-透水石，6_透水石壳体，7-压力光纤光栅，8-弹性调节装置，9-温度光纤光栅，10-密封保护套管。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0021]如图1所示，一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器，包括保护壳体2和透水石壳体6，所述保护壳体2内安装有光纤固定基座3，所述光纤固定基座3的一端为刚性结构，光纤固定基座3的另一端为弹性结构，所述刚性结构的一端固定有温度光纤光栅9，所述弹性结构的一端固定有压力光纤光栅7，所述光纤固定基座3与压力光纤光栅7的连接处安装有弹性调节装置8，所述压力光纤光栅7的外部为光纤固定基座3尾端的弹性膜片4;所述保护壳体2近温度光纤光栅9的一端连接有光栅尾纤1，且光栅尾纤I伸出于保护壳体2，所述保护壳体2外部近压力光纤光栅7的一端连接有透水石5。
[0022]所述光纤固定基座3与压力光纤光栅7的连接处安装有弹性调节装置8，调节弹性调节装置8可使压力光纤光栅7产生微小位移，以调节压力光纤光栅7的初始拉升力及波长，保证在全测量范围内压力光纤光栅7都处于张紧状态。
[0023]所述弹性调节装置8为带有微调旋钮的微量位移弹性调节装置，所述微调旋钮能够调节的微量位移为十微米级别的位移，弹性调节装置8可调节压力光纤光栅7的张紧量及初始波长，保证在测量范围内压力光栅始终处于张紧状态，调节弹性体调节旋钮可使光纤基座固定压力光纤光栅7—端产生微量变形，拉升压力光纤光栅7以调节压力光纤光栅7初始波长，保证测量范围。
[0024]所述光纤固定基座3固定安装压力光纤光栅7的一端为弹性体结构，该弹性体结构刚度较小，弹性体调节装置8通过调节旋钮微调节可以给光纤固定基座3施加一定拉力并产生微量变形，可精确调节压力光纤光栅7的初始位置及波长变化量。
[0025]所述弹性膜片4为中空的柱状结构，弹性膜片4上设有内螺纹与光纤固定基座3相连接，弹性膜片4的尾端中心设有托台，弹性膜片4由一种高强度、高硬度、抗腐蚀、弹性性能好的不锈钢材料经过高温热处理后加工而成，弹性膜片4在极小压力下即能产生变形，外界液压导致弹性膜片4产生微小变形，从而导