[发明专利]一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器

权利要求书

1.一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，适于检测管道内的液体压力和温度，其特征在于，包括：

骨架，所述骨架由两个相互对称设置的金属片组成，所述金属片设为纵向长横向短的薄片结构，其中一个金属片沿其纵向中轴线两侧对称开设纵向沟槽，设为阴面金属片；另一个金属片沿其纵向中轴线两侧对称开设沿纵向外凸的筋槽，设为阳面金属片；阳面金属片和阴面金属片的中间部分分别向外隆起设置，使两个金属片之间形成一个空腔，所述空腔内设有类似鱼泡的气囊，所述气囊和金属片之间设有填充物；

直接测压单元，所述直接测压单元包括一号光纤和二号光纤，所述一号光纤和二号光纤沿所述阴面金属片内外两侧壁的纵轴线对称设置，所述一号光纤和二号光纤对应所述阴面金属片的中部对称刻录光栅，且一号光纤和二号光纤上的光栅特征值相同；在骨架受到管道内液体压力时，一号光纤和二号光纤上的光栅沿所述骨架的纵向发生正反两种变形，实现温度自补偿的压力检测；

测温单元，所述测温单元包括设置在空腔内的测温金属壳，所述测温金属壳和阳面金属片的内壁相连形成测温腔，所述测温腔内设有至少两个和测温金属壳内壁相连的隔板，所述测温腔内设有测温光栅增敏件，所述测温光栅增敏件的一端和其中一个隔板固连，所述测温光栅增敏件的另一端从另外的隔板穿过悬置设置，使测温光栅增敏件能够发生热胀冷缩时能自由伸缩，所述测温腔内设有导热介质，使测温光栅增敏件浸没于导热介质中，所述测温光栅增敏件和三号光纤相连，所述三号光纤对应测温光栅增敏件的位置刻录光栅，所述三号光纤上的光栅与测温光栅增敏件紧密粘贴在一起，并和一号光纤、二号光纤上的光栅特征值相同，所述三号光纤穿过测温金属壳设置，所述测温金属壳和测温金属丝相连，所述测温金属丝穿过骨架向外延伸设置；

间接测压单元，所述间接测压单元包括四号光纤，所述四号光纤沿所述阳面金属片的外侧壁的纵轴线设置，四号光纤对应所述阳面金属片的中部刻录光栅，且所述四号光纤上的光栅和一号光纤、二号光纤、三号光纤上的光栅特征值相同；

将四个不同编号的光纤从骨架两端按顺序组成光缆，光缆和四通道的光纤连接器相连；

表皮，所述表皮封装在骨架和光缆外部，所述表皮和管道内的液压介质材料相容；所述测温金属丝穿过骨架和表皮后向外延伸设置。

2.根据权利要求1所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，两个所述金属片的纵向两端位置具有间隙，所述间隙的尺寸受两个金属片变形影响而发生变化，所述间隙的最小尺寸不小于所述光纤的直径尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，所述阳面金属片设有外凸的筋槽，所述测温金属壳和所述阳面金属片内壁的筋槽相配合设置，所述测温金属壳和所述筋槽的连接位置由胶体密封设置。

4.根据权利要求3所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，所述测温腔内填充1/2至4/5的导热介质，所述导热介质选用导热硅油或导热硅脂。

5.根据权利要求3或4所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，所述骨架内空腔的两端分别设有两个连接杆，每个连接杆的两端分别穿过阴面金属片和阳面金属片设置，所述连接杆位于阴面金属片和阳面金属片之间位置设有中间连接环，所述中间连接环和牵引绳相连，所述牵引绳和光纤连接器相连。

6.根据权利要求5所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，所述连接杆两端位于所述骨架的外侧位置分别设有端部连接环，两个所述端部连接环和抗扭绳相连，所述抗扭绳和其他串接鱼型传感器的骨架的连接杆的端部连接环相连，或者与其相应端的光纤连接器上的相应孔连接，以加强相邻骨架之间的连接稳定性。

7.根据权利要求6所述的一种鱼型光纤光栅压力和温度传感器，其特征在于，每个所述金属片设有至少两个侧部槽沟，侧部槽沟关于金属片的纵向中轴线对称设置，使侧部槽沟旁留下的部分形成多个相互配合的支撑部；当骨架受到液体压力后，两个所述金属片对应的支撑部能够相互抵接，以增加骨架的整体弹性模量。