[实用新型]一种双活塞对称阻尼式光纤差压传感器探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器探头结构，属于光纤传感技术领域。

背景技术

差压传感器广泛应用于工业中，主要用于测量设备、部件或流体在不同位置的压力差，其广泛应用于尾气压差、气体流量、液位高低、洁净间监测等检测领域。现今，已出现采用不同原理的差压传感器，例如电阻式、电容式、电感式、节流器式、磁性液体式、MEMS式等，其中电阻式、电容式较为常见，其余类型由于实用性不强、局限性较大或仍处于概念期，并未得到推广，但电阻式、电容式差压传感器也存在自身的缺点，在很多场合不能很好的胜任。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种双活塞对称阻尼式光纤差压传感器探头，以解决现有差压传感器在很多场合并不适用，实用性不强，无法满足实际压差测量要求的问题。

本实用新型的方案如下：一种双活塞对称阻尼式光纤差压传感器探头，包括壳体，壳体为筒形结构，壳体的两端分别密封设置有端盖，壳体内部的中间位置设置有将壳体内部密封分隔为左右两个腔室的隔板，隔板两侧的壳体上分别设置流体通孔，隔板两侧的腔室内分别密封滑动设置有一个活塞，每个活塞与该活塞所在一侧的端盖之间还设置有弹簧，每个端盖上还设置有一个贯通端盖的探头安置孔，且探头安置孔均与该探头安置孔所对应的活塞相垂直，每个探头安置孔内均设置有光纤探头，活塞上正对光纤探头的位置处设置有反光片。

优选地，每个弹簧的两端均固定于该弹簧两端所对应的活塞和端盖上；

优选地，隔板与壳体为一体式结构或隔板密封固定于壳体内；

优选地，壳体为圆筒形结构，壳体内位于隔板两侧的腔室相对于隔板对称设置，两个活塞及两个弹簧也分别相对于隔板对称设置，隔板两侧的流体通孔也相对于隔板对称，流体通孔上均设置有过滤网；

优选地，所述两个弹簧以及两个活塞的形状、规格和性能参数均相同，在壳体沿水平放置，且流体通孔均与空气相连通的状态下，两个弹簧均处于自然状态，即两个弹簧无拉伸与压缩形变；

优选地，两个探头安置孔均开设在所在端盖的正中心位置，两个探头安置孔及两个活塞四者同轴，自然状态下，即两个弹簧无拉伸与压缩形变时，其中一个光纤探头到该光纤探头所对应的反光片的距离与另一个光纤探头到另一个反光片的距离相同；

优选地，光纤探头与反光片之间还设置有透光片，透光片为玻璃片，透光片均设置于两个探头安置孔位于两个端盖内侧的端口处；

优选地，探头安置孔内设置有内螺纹，光纤探头分别旋紧固定于探头安置孔内；

优选地，活塞的材质为硬质合金，活塞与壳体的内壁之间设置有密封圈，两端的端盖上还分开设有贯通端盖的压力补偿孔。

光纤探头的光纤束由入射光纤和接收光纤集合铠装而成，入射光纤另一端与光源对接，用以耦合入射光，接收光纤出射端与光电探测器连接，输出光强度信号，当活塞两侧压力不同使两个活塞产生的位移不同，进而使光纤束与反光片距离发生变化，造成两个输出光信号的强度不同，光电探测器把光信号转化为电信号，该信号经过放大整流滤波等处理环节后输入到信号处理器中，配合相应的算法计算，可以得出两检测位置的流体压力差。

传感器探头部分的工作原理为：①当传感器探头未工作时，左右两侧检测腔内无流体流入，两活塞处于初始位置，此时两侧阻尼弹簧均处于自然状态（无拉伸与压缩形变），活塞不产生轴向位移。因此，传感器两侧相同结构的光纤探头与活塞端面反光片之间的距离为初始距离，从而两光纤探头接收光纤的输出光信号强度相等，经光电转换及信号处理计算后输出值为0；②当传感器探头工作中，左右两侧检测腔内流体压力相等时，此时两侧阻尼弹簧被压缩相同的长度，活塞产生相同的轴向位移。因此，传感器两侧光纤探头与反光片之距离相等，从而两光纤探头接收光纤的输出光信号强度相等，经光电转换及信号处理计算后输出值亦为0；③当活塞左右两侧检测腔内的流体存在压力差时，此时两侧阻尼弹簧被压缩的长度不同，活塞产生的轴向位移也不同。因此，传感器两侧光纤探头与反光片之距离就会不相等，从而两光纤探头接收光纤的输出光信号强度不等，经光电转换及信号处理计算后的输出值大小即可反映两侧检测腔内流体的压力差大小。

本实用新型与现有技术相比，主要优点如下：经过结构设计、理论研究与实验分析可知，该传感器具有结构更小，精确度更高，可靠性、适应性及互换性都有了较大进步，实用性极强，输出信号经光电转换及信号处理计算后输出值将成倍变化，从而提高了检测灵敏度，该传感器能适用于多个压差检测场合，对新型差压传感器的设计与推广起到了积极的推动作用。

附图说明