[实用新型]一种温度自补偿的光纤光栅气压传感器

说明书

本实用新型属于光纤光栅传感器技术领域，涉及一种温度自补偿的光纤光栅气压传感器，包括膜盒(1)、端盖(2)、光纤接头(3)、应变光纤光栅(4)、温度补偿光纤光栅(5)、第一光缆接头(6)、第二光缆接头(7)、第一光缆(8)和第二光缆(9)；本实用新型具有温度自补偿功能，通过应变光纤光栅与温度补偿光纤光栅的排布结构设计，使两光纤光栅的温度变化速率趋于一致，能够在气压和温度变化的情况下进行气压和温度的解耦测量，具有灵敏度高、精度高、温度补偿动态范围宽的特点。

技术领域

本实用新型属于光纤光栅传感器技术领域，具体涉及一种适用于气压测量的膜片式光纤光栅压力传感器，具有温度自补偿功能。

背景技术

光纤布拉格光栅传感技术是光纤传感领域一个非常重要的分支，因其具有灵敏度高、电绝缘性好、尺寸小、重量轻、抗电磁干扰、抗腐蚀、易与波分复用和时分复用系统相结合建立分布式测量系统等独特优点，而被广泛地应用于各种物理量和化学量的测量，以光纤光栅为敏感元件制成的气压传感器非常适合航空航天及易燃易爆的场合中使用。

光纤光栅纤芯和包层由石英制成，难以直接感受气压变化，且易折断，因此必须有相应的增敏及良好的保护方式才能在更复杂的环境和更广泛的领域使用。目前测压类传感器多采用悬臂梁结构粘贴光纤光栅，但是此结构测量灵敏度较差，多用于油压或其他压力测量，不适用气压的测量；也有方案将光纤光栅直接粘贴在薄膜片上进行气压的测量，但是温度误差较大，大部分只能应用与温度变化较小的场合；或是用细金属管封装温度补偿光栅，但是由于同测压光纤光栅温度变化速率不同，也存在较大的温度误差。因此，能够进行温度自补偿的光纤光栅气压传感器的研制显得十分必要。

发明内容

本实用新型的目的是：本实用新型针对现有的光纤光栅气压传感器的温度补偿动态效果差的问题提出了一种适用于气压测量的膜片式光纤光栅压力传感器，具有温度自补偿功能。能够在气压和温度变化的情况下进行气压和温度的解耦测量，具有灵敏度高、精度高的特点。

本实用新型的技术方案为：一种温度自补偿的光纤光栅气压传感器，包括膜盒1、端盖2、光纤接头3、应变光纤光栅4、温度补偿光纤光栅5、第一光缆接头6、第二光缆接头7、第一光缆8和第二光缆9；所述膜盒1为桶状结构，桶底部膜片中心位置设有光纤连接座10，所述端盖2装在膜盒1的桶口处，在所述端盖2圆心设有第一光缆接头连接凸台12，在第一光缆接头连接凸台12 的一侧设有第二光缆接头连接凸台13，所述第一光缆接头连接凸台12的中心设有应变光纤光栅封装孔14，所述第二光缆接头连接凸台13的中心设有温度补偿光纤光栅封装孔15；所述光纤接头3装在光纤连接座10内，所述光纤接头3中心有第一贯通孔16；所述第一光缆接头6和第二光缆接头7分别在中心设有第二贯通孔17和第三贯通孔18，所述第一光缆接头6和第二光缆接头7 分别装在第一光缆接头连接凸台12及第二光缆接头连接凸台13上，所述应变光纤光栅4一端连接到光纤连接头3第一贯通孔16处，另一端且穿过端盖2 的应变光纤光栅封装孔14与第一光缆8连接，所述的温度补偿光纤光栅5穿过端盖2的温度补偿光纤光栅封装孔15与第二光缆9连接。

所述第二光缆接头连接凸台13位于端盖2的二分之一半径处。

所述端盖2为台阶结构，大径的一端设有螺纹与所述的膜盒1通过螺纹连接。

所述端盖2装在膜盒1的桶口处，并与膜盒1形成密封凹槽11，在密封凹槽11处使用密封胶密封。

所述应变光纤光栅4通过结构胶与连接到光纤连接头3的第一贯通孔16 及应变光纤光栅封装孔14与第一光缆8连接。

所述的温度补偿光纤光栅5通过结构胶与温度补偿光纤光栅封装孔15及第二光缆9连接

所述结构胶为353ND胶。

所述光纤接头3与膜盒1上的光纤连接座10通过螺纹连接，且在螺纹处涂抹螺纹胶。

所述光纤光栅气压传感器应采用低膨胀材料制造。