[发明专利]集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器及其性能评估装置

说明书

本发明公开了一种集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器及其性能评估装置。本发明集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器包括FBG传感器、环氧树脂膜片及两压板，压板的中部呈通孔状；FBG传感器粘接于环氧树脂膜片的第一表面，环氧树脂膜片夹紧于两压板之间且FBG传感器位于压板的中空部。本发明所提出的光纤光栅压力传感器具有较高的灵敏度和良好的精度。此外，该光纤光栅压力传感器具有体积小、成本低、结构简单、易于制造和安装等特点，在实际应用中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于光纤光栅传感检测技术领域，具体涉及一种集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器及其性能评估装置。

背景技术

在工程应用中，压力是结构安全监测的重要参数之一，开发精确和有效的传感器来测量液位或管道压力在各种行业中是必不可少的，如石油和化学行业。各种基于机械、电气和光学技术的传感方法已被提出用于压力和液位的评估。然而，传统的电子或机械压力传感器在恶劣环境下的能力有限，如系列电磁干扰、高温高压、危险化学品或爆炸事件。此外，传统的电气和机械压力传感器的单点测量不能远程传输和在线监测，进一步限制了其应用。光学精细传感器具有体积小、重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰、分布能力和遥感等明显优势，是一种有吸引力的替代器件。

光纤压力传感器有三种不同的类型：基于强度、基于光纤布拉格光栅(FBG)和基于法布里-珀罗腔。近年来，由于光纤光栅压力传感器的测量基于布拉格波长，而与光强、连接器或光纤损耗无关，因此得到了广泛的研究和应用。此外，光纤光栅传感器可以多路复用在一根光纤中，实现在线和准分布式监测。但是，裸光纤光栅传感器的压力灵敏度为3.04pm/MPa，这一灵敏度太低，无法用于实际应用。为了提高FBG的压力灵敏度，现有技术提出了几种与FBG传感技术相结合的机械系统，如将FBG嵌入到聚合物中，将FBG涂覆在圆柱体上，将FBG粘结在三角形悬臂上。然而，目前此类方法涉及到相对复杂的结构，不易制备和在单一光纤中复用。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器。

本发明还提供了一种集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器在性能评估装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器，包括FBG传感器、环氧树脂膜片及两压板，所述压板的中部呈通孔状；所述的FBG传感器粘接于所述环氧树脂膜片的第一表面，环氧树脂膜片夹紧于两压板之间且FBG传感器位于压板的中空部。

优选的，所述的压板采用亚克力材料制成，呈圆环状。

优选的，所述亚克力环形板的内径、外径分别为20～40mm、70～90mm。

优选的，两压板形成数个相对应的孔，相对应的孔拧入螺钉且两压板通过螺钉紧固连接。

优选的，所述孔的直径为2～6mm。

优选的，所述的环氧树脂膜片呈圆形，直径为40～60mm。

优选的，所述的环氧树脂膜片由环氧树脂经纺丝涂层工艺制成。

本发明还公开了一种上述集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器性能评估装置，其包括宽带光源、单模光纤循环器、FBG模块化询问器及液体容器，宽带光源、单模光纤循环器、FBG模块化询问器、电脑依次相联；所述的单模光纤循环器与所述集成环氧膜片的光纤光栅压力传感器相联；液体容器内盛装液体，液体容器的底部伸入环形亚克力板的中空部并与圆形环氧树脂膜片的第二表面相触。

优选的，所述的液体容器中圆柱状，直径为3～5cm，长度为40～60cm。

优选的，所述的液体容器由丙烯酸材料制成。

本发明与现有技术相比，有益效果是：