[实用新型]一种立式膜片光纤压力传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤压力传感装置，尤其涉及一种立式膜片光纤压力传感装置。

背景技术

近年来航空航天领域的气压检测精准度要求与耐高温要求越发提高，智能化油井的建设也越来越受到重视。光纤压力、温度、应变等传感器对于航空航天以及油井检测都有着非常大的应用前景。光纤传感器具有灵敏度高，体积小，电绝缘性好，耐高温，抗电磁干扰，频带宽，可实现不带电的全光性探头等优点。在航空航天领域，气密性要求极高，且温度很高，油井的测量中也是需要承受高温、高压、腐蚀等恶劣环境。传统的电子应变片无法长时间于上述条件工作。光纤传感器逐渐成为恶劣环境下高灵敏度测量的选择。

自20世纪70年代，人们就对光纤传感器做了许多研究。逐渐形成了光纤陀螺，光时域反射计，光纤光栅，光纤水听器，全光纤分布式系统等相关技术。在温度检测方面，光纤光栅最具有应用潜力。在应变以及压力等领域，光纤F-P腔表现出巨大的应用前景。现今基于F-P应变计的压力传感器的制作工艺，有基于MAMS制作的方法以及于光纤直接刻蚀微型槽焊接膜片等方法。但MAMS无法保证良好的气密性且结构复杂；光纤刻蚀微型槽焊接膜片方式操作困难，结构坚固性与灵敏度有待提高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种立式膜片光纤压力传感装置，采用正方形立式石英片作为压力膜片，该光纤压力传感装置具有安装方便，免于弯折光纤，使得寿命持久等优点；采用光纤珐珀传感器，将压力转化成应变，测量更精确且大大降低操作难度。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下措施来实现：

一种立式膜片光纤压力传感装置，包括传感头、光纤压力传感器和压力膜片，其特征在于，所述传感头包括第一连接部和腔体，所述腔体具有一个开口，所述光纤压力传感器固定于压力膜片上，所述压力膜片密封固定在所述开口处，从而使得所述腔体内部形成封闭空间；压力膜片上固定有光纤压力传感器的一面处于所述腔体内。

进一步的，所述第一连接部与腔体的轴线平行，所述开口开设于腔体的一侧壁，从而使得压力膜片与腔体轴线平行。

进一步的，所述光纤压力传感器为光纤珐珀传感器，所述光纤珐珀传感器包括有相对接的第一光纤和第二光纤，以及在对接处形成的珐珀腔，所述第一光纤和第二光纤通过高温应变胶固定于所述压力膜片上，所述第二光纤的自由端穿过第一通孔与信号处理端连接，所述第一通孔开设于第一连接部内，并沿第一连接部轴向贯穿到所述腔体内部。

进一步的，所述压力膜片为石英片。

进一步的，所述珐珀腔设置于压力膜片的中心位置。

进一步的，所述第一光纤与第二光纤材料相同；所述第一光纤的长度为L1，第二光纤的长度为L2，所述L1＜L2。

进一步的，所述高温应变胶在第一光纤和第二光纤的粘贴点距珐珀腔的距离均为0.45-0.55mm。

进一步的，光纤压力传感装置还包括与所述传感头连接的转接头，所述转接头设有用于套接所述第一连接部的接头，所述接头与所述腔体的连接处形成密闭容腔。

进一步的，所述第一连接部包括第一螺纹；所述第一螺纹用于与开设于所述接头内壁的内螺纹匹配连接。

进一步的，所述转接头还设有与被测单元的压力输出口连接的第二连接部和连通密闭容腔与第二连接部外端面的第二通孔。

进一步的，所述传感头还设有设置在第一螺纹外端面的第一凸起；所述转接头还设有设置在第二连接部和接头之间的第二凸起；用于方便传感头与转接头的拆卸。

上述本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种立式膜片光纤压力传感装置，采用石英片作为受压膜片，避免直接利用珐珀腔制作微型膜片式压力传感器，能够有效降低温度对珐珀腔的直接影响，提高了测量精度；此外，石英片的立式安装(即石英片平行于腔体轴向安装)，使得光纤在安装时可以免受弯折，从而使传感器寿命更长；石英片尺寸可以依据实际测量计需要进行调整，石英片在实际中各尺寸易加工。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立式膜片光纤压力传感装置的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例的立式膜片光纤压力传感装置的传感头的轴侧结构示意图；

图3为本实用新型实施例的立式膜片光纤压力传感装置的转接头的轴侧结构示意图；