[发明专利]一种基于光纤F-P腔的密度传感器

权利要求书

1.一种基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，包括：

硅油容纳腔(1)，包括第一端(11)和第二端(12)，所述硅油容纳腔(1)内充满高温硅油；所述第一端(11)的侧壁设置有皮囊孔(13)，所述皮囊孔(13)的端面覆盖有皮囊(14)；所述第二端(12)的侧壁设置有感测孔(15)，所述感测孔(15)内安装有耐高温弹性膜片(16)，所述耐高温弹性膜片(16)靠近所述硅油容纳腔(1)的一侧表面设置有高反膜(161)，所述耐高温弹性膜片(16)的弹性系数大于所述皮囊(14)的弹性系数；

光纤容纳腔(2)，包括第三端(21)和第四端(22)；所述第一端(11)与所述第三端(21)位于同侧，所述第二端(12)与所述第四端(22)位于同侧；所述第四端(22)的侧壁设置有准直孔(23)，所述准直孔(23)内设置有准直管(24)，所述准直管(24)的一端位于所述光纤容纳腔(2)内，所述准直管(24)的另一端位于所述硅油容纳腔(1)内；

光纤(3)，包括纤芯(31)和包裹所述纤芯(31)的涂层(32)，所述光纤(3)包括感测端(33)和连接端(34),所述感测端(33)去掉所述涂层(32)，只保留所述纤芯(31)；所述感测端(33)从所述第三端(21)穿入所述光纤容纳腔(2)，并穿过所述准直管(24)进入所述硅油容纳腔(1)内；所述准直管(24)采用石英材料，所述准直管(24)的内壁与所述纤芯(31)的外壁通过氢氧焰热熔熔接；所述感测端(33)的端面与所述耐高温弹性膜片(16)平行，所述感测端(33)的端面几何中心与所述耐高温弹性膜片(16)几何中心的连线垂直于所述耐高温弹性膜片(16)；所述连接端(34)位于所述光纤容纳腔(2)的外部，所述连接端(34)连接有解调仪(4)。

2.根据权利要求1所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，所述第三端(21)的端面设置有光纤通孔(25)，所述光纤(3)穿过所述光纤通孔(25)，所述光纤(3)的外壁与所述光纤通孔(25)的内壁通过玻璃焊料(5)密封连接；

所述准直管(24)的外壁与所述准直孔(23)的内壁通过所述玻璃焊料(5)密封连接；

所述耐高温弹性膜片(16)与所述感测孔(15)的内壁通过所述玻璃焊料(5)密封连接。

3.根据权利要求1所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，所述皮囊孔(13)和所述感测孔(15)均为圆形孔；

所述基于光纤F-P腔的密度传感器的测量灵敏度与所述感测孔(15)的半径正相关，所述的基于光纤F-P腔的密度传感器的测量灵敏度与所述皮囊孔(13)端面圆心和所述感测孔(15)端面圆心之间的垂直距离正相关。

4.根据权利要求3所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，所述硅油容纳腔(1)还包括中间部(17)，所述中间部(17)位于所述第一端(11)和所述第二端(12)之间；在垂直于所述皮囊孔(13)端面的方向上，所述第一端(11)的宽度(L1)大于所述中间部(17)的宽度(L2)。

5.根据权利要求1所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，还包括光纤布拉格光栅(6)，所述光纤布拉格光栅(6)位于所述光纤容纳腔(2)内，且与所述光纤(3)串联。

6.根据权利要求1所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，所述耐高温弹性膜片(16)是石英膜片、波纹膜片和波纹管中的一种。

7.根据权利要求1所述的基于光纤F-P腔的密度传感器，其特征在于，所述皮囊(14)通过环形压钉(18)固定在所述皮囊孔(13)的端面上，所述环形压钉(18)与所述皮囊(14)之间设置有氟橡胶垫(19)。