[发明专利]一种基于压力测量的光纤液位传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，包括：顶面设置顶部开口（501）、侧壁等距开设M个窗口、底面密封的方形丙烯酸管（5）；所述方形丙烯酸管（5）中安装M个串接的光纤光栅压力传感器，且M个光纤光栅压力传感器与方形丙烯酸管（5）上的M个窗口一一对应安装；所述光纤光栅压力传感器主要由应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）以及预置在应力感应隔膜（2）中的光纤光栅（1）组成；所述方形铝垫片（3）的中心设置中心圆腔；所述圆形挡环（4）的中心设置贯通的中心圆孔；所述方形铝垫片（3）与圆形挡环（4）通过螺栓或螺钉连接，并将位于方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）之间的应力感应隔膜（2）夹持固定，同时光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片（3）或圆形挡环（4）安装于窗口，且应力感应隔膜（2）从窗口外露；每个窗口的中心与对应的光纤光栅压力传感器中的应力感应隔膜（2）的中心位置对齐；每个光纤光栅压力传感器中应力感应隔膜（2）、方形铝垫片（3）、圆形挡环（4）的中心位置对齐。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述光纤光栅压力传感器通过方形铝垫片（3）安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：

连接方式一：所述方形铝垫片（3）通过短螺栓固定在窗口处；

连接方式二：所述方形铝垫片（3）恰好卡接在方形的窗口上；

连接方式三：所述方形铝垫片（3）与方形丙烯酸管（5）粘接；

连接方式四：所述方形铝垫片（3）同时嵌入设置在窗口左侧、下侧、右侧的承托件中。

3.根据权利要求4所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，采用连接方式一：所述方形铝垫片（3）通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管（5）在窗口周围设置A螺纹通孔且圆形挡环（4）上设置A螺纹盲孔，短螺栓同时连接A螺纹通孔、A螺纹盲孔。

4.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述光纤光栅压力传感器通过圆形挡环（4）安装在窗口时，采用以下任意一种连接方式：

连接方式a：所述圆形挡环（4）通过短螺栓固定在窗口处；

连接方式b：所述圆形挡环（4）恰好卡接在圆形的窗口上；

连接方式c：所述圆形挡环（4）与方形丙烯酸管（5）粘接。

5.根据权利要求6所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，采用连接方式a：所述圆形挡环（4）通过短螺栓固定在窗口处时，方形丙烯酸管（5）在窗口周围设置B螺纹通孔且圆形挡环（4）上设置B螺纹盲孔，短螺栓同时连接B螺纹通孔、B螺纹盲孔。

6.根据权利要求1所述的一种基于压力测量的光纤液位传感器，其特征在于，所述圆形挡环（4）上设置多个第一螺纹通孔，所述方形铝垫片（3）上设置多个与第一螺纹通孔位置对应的第一螺纹盲孔，螺栓或螺钉同时与第一螺纹通孔、第一螺纹盲孔螺纹连接后将圆形挡环（4）、方形铝垫片（3）连接成一体。

7.一种基于压力测量的光纤液位传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：制备光纤光栅（1）；

步骤S200：制备应力感应隔膜（2），同时将制备好的光纤光栅（1）嵌入应力感应隔膜（2）中；

步骤S300：制备方形铝垫片（3）和圆形挡环（4）；

步骤S400：将制备好的应力感应隔膜（2）固定在方形铝垫片（3）和圆形挡环（4）之间，在应力感应隔膜（2）的边缘采用硅酮密封胶密封，在硅酮密封胶固化后切除多余的尺寸，形成光纤光栅压力传感器；

步骤S500：串接多个光纤光栅压力传感器；

步骤S600:将多个光纤光栅压力传感器串接后，安装在一个侧壁上开设多个窗口的方形丙烯酸管（5）上，一个光纤光栅压力传感器对应放置在一个窗口中，且每个传感器与安装窗口之间采用硅酮密封剂进行密封；待传感器与安装窗口之间的硅酮密封剂完全固化后，完成光纤液位传感器的制作。