[实用新型]一种单光纤束差压传感器的探头结构

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：提供一种单光纤束差压传感器的探头结构，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：一种单光纤束差压传感器的探头结构，包括壳体，壳体为筒形结构，壳体内滑动设置有活塞，活塞的两端分别设置有一个弹簧，两个弹簧的一端均固定于活塞上，壳体的两端分别密封固定有端盖，两个弹簧的另一端分别固定于所对应的端盖上，两个端盖上沿壳体的长度方向均开设有一个通孔，活塞的两端分别设置有一个活塞杆，两个活塞杆的一端分别对应固定于活塞的端面上，两个活塞杆的另一端分别伸在所对应端盖上的通孔内，且活塞杆与通孔之间均设置有密封圈，其中一个通孔内的活塞杆的端面上设置有反光镜，且该通孔内，由该通孔的另一端伸入有光纤探头，光纤探头与该活塞杆之间的通孔的侧壁上还开设有与探头结构外部相连通的通气孔，活塞两端的腔室内分别开设有一个与探头结构外部相连通的流体通孔。

优选地，两个弹簧的结构及规格均相同，活塞位于两端盖的正中央位置时，两个弹簧均处于自然状态，即弹簧无拉伸与压缩形变；

优选地，两个通孔均开设在所在端盖的正中心位置，两个通孔、活塞及两个活塞杆均同轴设置，反光镜与光纤探头垂直设置；

优选地，所述光纤探头通过螺纹旋紧固定于通孔内；

优选地，端盖的中部设置有伸入壳体内的凸起部，凸起部是与通孔同轴的圆柱形结构，两个弹簧的一端分别套设固定于所对应端盖的凸起部上；

优选地，活塞与壳体的内壁之间设置有活塞密封圈；

优选地，活塞的材质为硬质合金；

优选地，所述流体通孔上均设置有滤网。

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敏元件连接，输出光强度信号。

传感器探头部分的工作原理为：通过两个流体通孔分别通入两种待测流体，当左右两侧检测腔内的流体压力相等时，活塞处于中部平衡位置，活塞上的轴向合力为零，活塞不产生轴向位移；当活塞左右两侧检测腔内的流体存在压力差时，活塞失去平衡，向压力较低一侧滑动，从而压缩该侧阻尼弹簧，另一侧阻尼弹簧被拉伸，活塞运动到一个新的轴向合力为零的平衡位置。活塞处于中部平衡位置时，传感器一侧的光纤探头与活塞杆端面反光镜之间的距离为初始距离，这个初始距离同型号的视为相同并将其数据保存在计算机，同时测试出反射光初始光强，此时经光电转换及信号处理计算后输出值为0；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，活塞产生轴向位移。因此，传感器光纤探头与反光镜之距离产生变化，从而光纤探头接收光纤的输出光信号强度与初始光强不同，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，该传感器具有较小的结构、较高的精确度与可靠性、较好的适应性与互换性等优点，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，该传感器能适用于众多压差检测场合，这对新型差压传感器的设计与推广起到了十分重要的的推动作用。

附图说明

图1是本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照附图对本实用新型作进一步地详细描述，

实施例：

参照图1，本实施例提供一种单光纤束差压传感器的探头结构，包括壳体1，壳体1为筒形结构，壳体1内滑动设置有活塞2，活塞2的材质为硬质铝合金，活塞2与壳体1的内壁之间设置有活塞密封圈11，活塞2的两端分别设置有一个弹簧4，两个弹簧4的结构及规格均相同，活塞2位于两端盖2的正中央位置时，两个弹簧4均处于自然状态，两个弹簧4的一端均固定于活塞2上，壳体1的两端分别密封固定有端盖3，端盖3的中部设置有伸入壳体1内的凸起部32，凸起部32是与通孔31同轴的圆柱形结构，两个弹簧4的另一端分别套设固定于所对应端盖3的凸起部32上，两个端盖3上沿壳体1的长度方向均开设有一个通孔31，活塞2的两端分别设置有一个活塞杆5，两个活塞杆5的一端分别对应固定于活塞2的端面上，两个通孔31均开设在所在端盖3的正中心位置，两个通孔31、活塞2及两个活塞杆5均同轴设置，两个活塞杆5的另一端分别伸在所对应端盖3上的通孔31内，且活塞杆5与通孔31之间均设置有密封圈6，其中一个通孔31内的活塞杆5的端面上设置有反光镜7，且该通孔31内，由该通孔31的另一端伸入有光纤探头8，光纤探头8通过螺纹旋紧固定于通孔31内，反光镜7与光纤探头8垂直设置，光纤探头8与该活塞杆5之间的通孔31的侧壁上还开设有与探头结构外部相连通的通气孔9，活塞2两端的腔室内分别开设有一个与探头结构外部相连通的流体通孔10，流体通孔10上均设置有滤网12。