[发明专利]一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器

权利要求书

1.一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：包括滑块、封装套管、弹簧、传压杆、传输光纤、光纤固定架、第一光纤光栅、第二光纤光栅及保护盖；所述弹簧、传压杆、传输光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅以及光纤固定架依次封装于封装套管内，封装套管的前端为滑块，尾端为保护盖；所述滑块的外表面与封装套管内壁贴合且能够滑动位移，滑块一端为测量端，另一端为非测量端，测量端伸出封装套管外，用于接触外界并承受压力，非测量端与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与传压杆一侧固定连接，另一侧通过传输光纤分别与第一光纤光栅和第二光纤光栅依次连接；所述第一光纤光栅和第二光纤光栅固定于光纤固定架上；所述保护盖上设置有供传输光纤从封装套管穿出的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述第一光纤光栅用于测量压力变化，设置于传压杆和光纤固定架之间；所述第二光纤光栅用于温度补偿，其两端均固定于光纤固定架之上，处于自由状态。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述第一光纤光栅和第二光纤光栅的中心波长为1260nm或1310nm或1550nm，3dB带宽为0.1nm～1nm，反射率为10％～80％，轴向极限载荷为12N。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述第一光纤光栅和第二光纤光栅通过耐高温无机胶固定于光纤固定架上。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述滑块设置于压力传感器的前端，用于感受外界压力，其非测量端焊接有圆环，通过圆环与弹簧固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述传压杆为GH4145或316L合金，其弹性模量为213.7GPa，设置于弹簧和第一光纤光栅之间，包括膜片和金属杆，膜片与金属杆固定连接，所述膜片厚度为0.5～1mm，半径6～7cm，所述金属杆设置于膜片中心，其长度为2～3cm，横截面为圆形，半径为5mm，金属杆末端圆心处设置有凹槽用于连接传输光纤。

7.根据权利要求6所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述传压杆的膜片与保护盖之间区域为充满Ar气的密封区域，第一光纤光栅和第二光纤光栅处于Ar气环境保护之中。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述光纤固定架为左、右两个半圆柱筒，半径为4～6cm，中间设置有通过两个半圆板拼接而成的支撑隔板，所述光纤固定架的筒底设置有支撑和固定第二光纤光栅的凹槽，凹槽的长度为2cm，半径为2～5cm，所述支撑隔板上设置有用于固定和粘贴传输光纤的V型槽，光纤固定架后端与保护盖固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述第一光纤光栅和第二光纤光栅为载氢单模光纤或双包层光纤或高掺锗光纤制成种子光栅，经过预退火得到的热重生光纤布拉格光栅。

10.根据权利要求9所述的一种耐高温光纤布拉格光栅压力传感器，其特征在于：所述第一光纤光栅和第二光纤光栅在管式炉中，以10℃/min的升温速度，从室温升至600℃，并在600℃保温45分钟，缓慢冷却至室温；之后以10℃/min的升温速度升到900℃，保温150min，并在Ar气中自然冷却至室温，得到再生光栅第一光纤光栅和第二光纤光栅。