[实用新型]基于波纹管和杠杆增敏的高灵敏度光纤光栅压力传感器

摘要

基于波纹管和杠杆增敏的高灵敏度光纤光栅压力传感器，它由两个光纤布拉格光栅、波纹管、杠杆、基座、固定支点、金属外壳和光纤光栅解调仪组成。杠杆由一个短杠杆和一个长杠杆组成，在长杠杆左端有一直径1mm的通孔。光纤布拉格光栅1一端粘贴固定于光纤引进口，另一端粘贴固定于长杠杆的通孔中，光纤布拉格光栅2一端粘贴固定于长杠杆的通孔中，另一端粘贴固定于光纤引出口上，当波纹管受外界压力而产生轴向伸长应变时，会使短杠杆形变，进而使长杠杆形变实现杠杆增敏，同时使两个光纤布拉格光栅分别受压应力和拉应力，通过光纤光栅解调仪得到两个光纤布拉格光栅的特征波长偏移量，将它们的差值作为输出结果，实现差动增敏。

主权项

1.基于波纹管和杠杆增敏的高灵敏度光纤光栅压力传感器，它由两个光纤布拉格光栅、波纹管、杠杆、基座、固定支点、金属外壳和光纤光栅解调仪组成，其特征在于：所述的金属外壳是以309不锈钢作为材料的长方体，它长为70mm，宽为40mm，高40mm，壁厚5mm，在金属外壳上有一个光纤引进口和一个光纤引出口，它们为高5mm，半径1mm的孔洞；所述的基座为边长10mm的立方体，它与金属外壳呈刚性连接；所述的杠杆由一个短杠杆和一个长杠杆组成，短杠杆的右端作为长杠杆的力输入端，在长杠杆左端有一直径1mm的通孔；所述的固定支点由支点1和支点2组成，支点1高12mm且位于短杠杆的左端，支点2高10mm且位于长杠杆的右端，通过焊接的方法将支点1与支点2分别连接至金属外壳与基座上；所述的两个光纤布拉格光栅由光纤布拉格光栅1和光纤布拉格光栅2组成，它们依次串联且特征波长分别为λ1和λ2，光纤布拉格光栅1一端粘贴固定在光纤引进口上，另一端粘贴固定在长杠杆的通孔中，光纤布拉格光栅2一端粘贴固定在长杠杆的通孔中，另一端粘贴固定在光纤引出口上，所述的两个光纤布拉格光栅粘贴所用的胶粘剂为353ND胶，且用该胶粘剂作为密封胶将光纤引进口、光纤引出口与金属外壳密封；所述的波纹管位于短杠杆的中点并作为短杠杆的力输入端；所述的光纤光栅解调仪包括光纤光谱仪、宽带光源和光纤耦合器；当外界压力从进压口进入波纹管时，会推动波纹管产生轴向伸长应变而使短杠杆形变，进而使长杠杆形变实现杠杆增敏，同时使光纤布拉格光栅1受压应变，光纤布拉格光栅2受拉应变，两个光纤布拉格光栅的特征波长偏移方向相反，将这两个特征波长偏移量的差值作为输出结果，即可实现差动增敏。/n