專利名稱：高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)裝置。特別是涉及一種可靠、穩(wěn)定、具 有高精度和長壽命，并可用在大壓力范圍的溫度壓力檢測(cè)，適用于高溫高壓的采油并的 溫度壓力在線檢測(cè)的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光柵傳感器是近幾年正在研發(fā)的新型傳感器，光纖光柵傳感器可集信息的傳感與傳 輸于一體，與傳統(tǒng)的傳感器相比它具有很多優(yōu)勢(shì)如防爆,抗電磁干擾,抗腐蝕，抗震動(dòng)， 耐高溫，體積小，重量輕，靈活方便。特別能在惡劣環(huán)境下使用。在油田的開發(fā)和生產(chǎn)中， 人們需要知道在有關(guān)地層中，流體(油，氣和水)的分布和流動(dòng)參數(shù)(溫度，壓力，流 量等)，以便進(jìn)行控制從而獲得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。為獲得這些參數(shù)，需要在多個(gè)產(chǎn)油井， 注水井和測(cè)量井中設(shè)置相應(yīng)的傳感器，對(duì)地層中(往往涉及多個(gè)地層)的油氣水流動(dòng)參 數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。其測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性是非常重要的。由于油井內(nèi)測(cè)量條件惡劣溫度高，壓力大，有腐蝕性物質(zhì)和電磁干擾等。在這里， 因?yàn)殡娮宇悅鞲衅鞴逃械娜觞c(diǎn)(體積、重量大，易受電磁干擾，可靠性、安全性隱患多， 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，壽命短)，因而這類傳感器難以使用。相反，光纖光柵傳感器由于其 體積小、重量輕、抗腐蝕、抗電磁干擾、耐高溫和高壓，在油氣環(huán)境中不會(huì)引燃引爆， 是一種"本質(zhì)安全"的傳感器，從而，它是一種對(duì)油井，地?zé)峋械臏囟?、壓力進(jìn)行測(cè) 量的理想傳感器。為了更好地對(duì)地層的儲(chǔ)油層和油層開發(fā)的動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定油田開發(fā)部署，給工 程地質(zhì)科技人員為精細(xì)描述油藏動(dòng)態(tài)提供科學(xué)依據(jù)，油藏的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)顯得尤其重要。 由于技術(shù)條件的限制，在過去長期使用的檢測(cè)方法是進(jìn)行抽油機(jī)起泵測(cè)壓，既影響生產(chǎn)， 又增加成本。環(huán)空測(cè)試由于外界影響的因素太多，成功率很低，對(duì)水平井，稠油井的測(cè) 試方法不太成熟，油井和水井的分層壓力動(dòng)態(tài)無法長期在線檢測(cè)，油并地層的資料的準(zhǔn) 確獲得成為油田監(jiān)測(cè)工作的一大難題。采油井的壓力變化從一個(gè)大氣壓到數(shù)百個(gè)大氣壓，溫度高達(dá)400度，采用一般的光 纖光柵傳感器封裝工藝十分困難，長期可靠性無法保證，普通的布拉格光纖光柵傳感器 溫度和壓力的變化是交錯(cuò)在一起，無法絕對(duì)分開，因此對(duì)于高精度測(cè)量壓力困難大。目前有同時(shí)測(cè)量溫度和壓力的光纖光柵傳感器，應(yīng)用的壓力范圍都小。如中國專利CN02156479.公開了一種把一根光纖光柵分成兩段，用兩種不同的化學(xué)聚合 物分別對(duì)光纖光柵進(jìn)行封裝，在這種封裝下的光纖光柵將出現(xiàn)兩個(gè)不同波長的反射峰， 它可以同時(shí)測(cè)量溫度和壓力。由于這種封裝是化學(xué)聚合物，無法承受數(shù)百個(gè)大氣壓；雖
然它有兩個(gè)反射峰，但每一個(gè)反射峰都是溫度和壓力的函數(shù)，精度、可靠性和壽命都得 不到保證。中國專利CN021489.il. 4用保偏光敏光纖制作雙折射光纖光柵，其性能是用于通訊中 的色散補(bǔ)償。而且用保偏光敏光纖制作雙折射光纖光柵傳感器的對(duì)外界壓力的靈敏度小 于邊孔光敏光纖。中國專利CN02121327.5公開了一種可以同時(shí)測(cè)量溫度壓力的光纖光柵溫度-壓力傳 感器，它的基本原理是基于懸臂梁技術(shù)；光纖光柵粘接在懸臂梁上，懸臂梁受外力作用 伸長或壓縮，帶動(dòng)光纖光柵反射波長的變化，由于長期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，又要承受大范圍的 壓力變化，目前封裝工藝無法保證波長穩(wěn)定不漂移，在低壓范圍內(nèi)工作壽命也有限，這 種機(jī)構(gòu)不能應(yīng)用于大的壓力變化范圍。用普通的布拉格邊孔光纖光柵解決了溫度和壓力 交叉敏感的問題，但是普通布拉格光纖光柵的3dB帶寬一般為200pm左右，在兩個(gè)偏振 光的峰尖分離距離小于60pm時(shí)，兩個(gè)偏振光的峰尖分離距離很難檢測(cè)。習(xí)知的技術(shù)存在的問題 一是普通光纖光柵傳感器存在嚴(yán)重的溫度和壓力敏感交叉 問題，光纖光柵的溫度變化極大地影響壓力測(cè)量的精度二是使用普通光纖光柵溫度壓 力傳感器的封裝方法無法保證測(cè)量的可靠性和壽命。三是利用懸臂梁等其他具有機(jī)械運(yùn) 動(dòng)的方法不能長期承受大的壓力變化。四是用普通布拉格邊孔光纖光柵在小的壓力下檢 測(cè)困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有可靠、穩(wěn)定、高精度和長壽命，由可以 在高溫下，從低于一個(gè)大氣壓到幾百個(gè)大氣壓下的壓力變化范圍內(nèi)，準(zhǔn)確地測(cè)量溫度和 壓力的封裝簡單、無機(jī)械運(yùn)動(dòng)的長壽命光纖光柵溫度、壓力傳感器，以及高精度邊孔光 纖光柵解調(diào)儀構(gòu)成的，可用于高溫高壓采油井的溫度壓力在線檢測(cè)的高靈敏度偏振無關(guān) 的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感 檢測(cè)系統(tǒng)，包括有光源、兩個(gè)光耦合器、顯示器，還設(shè)置有邊孔光纖光柵溫度壓力傳感 器、邊孔光纖光柵解調(diào)儀，其中，光源通過傳輸光纖分別與兩個(gè)光耦合器的輸入端相連， 兩個(gè)光耦合器各自的一個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)與邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器一端的兩根單模傳 輸光纖相連接，兩個(gè)光耦合器各自的另一個(gè)輸出端又分別通過單模傳輸光纖與邊孔光纖 光柵解調(diào)儀的輸入端相連，邊孔光纖光柵解調(diào)儀的輸出端與顯示器相連。所述的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器包括有兩個(gè)平行設(shè)置的邊孔光纖光柵；分別 與兩個(gè)邊孔光纖光柵兩側(cè)相切的增敏隔板；分別堵在兩個(gè)邊孔光纖光柵一端的單模光纖 和分別堵在兩個(gè)邊孔光纖光柵另一端的兩根單偏振單模光纖；兩根單偏振單模光纖的另 一端分別連接單模傳輸光纖；其中，連接在一起的兩個(gè)平行設(shè)置的邊孔光纖光柵、增敏 隔板、單模光纖和單偏振單模光纖設(shè)置在一多孔金屬保護(hù)罩內(nèi)，其中的兩根單偏振單模
光纖的端頭露在多孔金屬保護(hù)罩一端的外側(cè)與單模傳輸光纖連接。所述的內(nèi)部設(shè)置有邊孔光纖光柵、增敏隔板、單模光纖和單偏振單模光纖的金屬保 護(hù)罩的外側(cè)還設(shè)置有不資鋼管封裝，不銹鋼管封裝的底端口封有金屬網(wǎng)罩并通過鎖緊螺 母、0型圈固定；不銹鋼管封裝的上端口為只穿過單模傳輸光纖的封閉端口，且在單模傳 輸光纖的穿出處設(shè)置有與單模傳輸光纖連接的上冒。所述的邊孔光纖光柵采用超窄帶相移光纖光柵和普通邊孔光纖光柵中的一種。所述的增敏隔板采用熱膨脹系數(shù)與邊孔光纖相同的材料。所述的邊孔光纖光柵的纖芯上、下形成有一對(duì)對(duì)稱的空氣孔，兩空氣孔中心連線的 延長線的兩端與兩個(gè)增敏隔板相切。所述的邊孔光纖光柵解調(diào)儀包括有分別與兩根單模傳輸光纖相連接的兩路由可調(diào)濾 波器、光電二極管、放大器串接構(gòu)成的信號(hào)傳送路徑，以及與兩路信號(hào)傳送路徑終端的 放大器的輸出端相連的PC計(jì)算機(jī)。所述的兩路中的可調(diào)濾波器均是由一個(gè)溫度控制器與一個(gè)超窄帶相移光纖光柵相并 聯(lián)的連接而構(gòu)成。本發(fā)明的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng),所涉及的光纖光 柵傳感器，不需要嚴(yán)密封閉的腔室，不存在很大壓差的空間，大大放寬了傳感器各部件 制作的容差，傳感頭中，邊孔光纖光柵上除了有被測(cè)靜壓力以外沒有其它應(yīng)力，是處于 自由狀態(tài)，而且傳感頭不含有任何的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。從而使得光纖光柵傳感器具有可靠、 穩(wěn)定、高精度和長壽的特點(diǎn)，可在高溫下，從低于一個(gè)大氣壓到幾百個(gè)大氣壓下的壓力 變化范圍內(nèi)，準(zhǔn)確地測(cè)量溫度和壓力。本發(fā)明可用于高溫和大壓力變化范圍的采油井在 線檢測(cè)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的如下問題-1、 解決了普通的布拉格光纖光柵的在低壓時(shí)兩個(gè)偏振方向的峰是無法分開的問題。因普通的布拉格光纖光柵的3dB帶寬大約是200pm，當(dāng)兩個(gè)偏振方向的峰的分離值小于 40pm時(shí)，也就是在外界壓力低于5Mpa時(shí)，就很難用一般的方法去測(cè)量兩個(gè)偏振方向的峰 的分離值，如圖b所示這兩個(gè)峰疊加后只能看到一個(gè)峰值。本發(fā)明中的高精度邊孔光纖光 柵溫度壓力傳感器采用超窄帶相移光纖光柵，它的3dB帶寬大約是2-5pm。這樣就解決 了低壓下的峰間分離值測(cè)量問題。2、 解決了兩個(gè)偏振方向的信號(hào)光在傳輸過程中互相干擾的問題。由于傳輸光纖的不 均勻性和振動(dòng)，每一個(gè)偏振光的偏振態(tài)會(huì)發(fā)生變化，因此無法測(cè)量兩個(gè)偏振方向的峰的 分離值的準(zhǔn)確值。為此本發(fā)明采用了把兩個(gè)偏振信號(hào)光分開傳輸?shù)姆椒?。用了兩個(gè)相同 的傳感器，每一個(gè)傳感器與一條單偏振單模光纖相接。單偏振單模光纖具有非常好的消光 作用。當(dāng)傳感器與單偏振單模光纖相接后，傳感器的兩個(gè)偏振光的其中一個(gè)會(huì)消除，只有 一個(gè)偏振光會(huì)保留傳輸，它們分別傳輸?shù)浇庹{(diào)系統(tǒng)解調(diào)，解決了信號(hào)不穩(wěn)定問題。3、 解決了從一個(gè)大氣壓到40Mpa，兩個(gè)偏振方向的峰的分離值的變化大約為270pm，這樣小的變化量對(duì)測(cè)量精度高的情況很難的問題。本發(fā)明采用了增敏,即用兩片石英玻璃 (可以用與光纖相近的其他材料,如Kovar， Invar等)與傳感器的兩側(cè)相切，把面接觸變成 線接觸，把壓力集中在傳感器的兩側(cè)與石英玻璃相切的一條線上,增大了對(duì)傳感器的壓強(qiáng)， 增大了傳感的靈敏度。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明邊孔光纖斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的邊孔光纖光柵傳感頭與增敏隔板組合示意圖； 圖4是本發(fā)明光纖光柵溫度壓力傳感器組裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的邊孔光纖光柵解調(diào)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是傳統(tǒng)邊孔光纖光柵在低壓下的反射譜，其中a圖是用傳統(tǒng)的解調(diào)系統(tǒng)顯示的 圖，b圖是用偏振掃描得到的圖。 其中1、2:邊孔光纖光柵3、 4:增敏隔板5:多孔金屬保護(hù)罩6:不銹鋼管封裝7、8:單偏振單模光纖9、 10:單模傳輸光纖11、12:單模光纖13:上冒15:鎖緊螺母160型圈17:金屬網(wǎng)罩21、 22可調(diào)濾波器23、24:溫度控制器26、 25超窄帶相移光纖光柵27、28:光電二極管29、 30放大器31:PC計(jì)算機(jī)132、 33:光耦合器34:光源35:顯示器36:邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器37:邊孔光纖光柵解調(diào)儀38:空氣孔具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系 統(tǒng)做出詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)，包括有光源34、兩個(gè)光耦合器32、 33、顯示器35，還設(shè)置有邊孔光纖光柵溫度壓力傳感 器36、邊孔光纖光柵解調(diào)儀37，其中，光源34通過傳輸光纖分別與兩個(gè)光耦合器32、 33的輸入端相連，兩個(gè)光耦合器32、 33各自的一個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)與邊孔光纖光柵溫度壓力 傳感器36—端的兩根單模傳輸光纖9、 IO相連接，兩個(gè)光耦合器32、 33各自的另一個(gè)
輸出端又分別通過單模傳輸光纖9、 10與邊孔光纖光柵解調(diào)儀37的輸入端相連，邊孔光 纖光柵解調(diào)儀37的輸出端與顯示器35相連。如圖3、圖4所示，.所述的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器36包括有兩個(gè)平行設(shè)置 的邊孔光纖光柵l、 2;分別設(shè)置在兩個(gè)平行的邊孔光纖光柵l、 2的上、下兩側(cè)，即與兩 個(gè)邊孔光纖光柵l、 2的上、下兩側(cè)邊相切的增敏隔板3、 4，增敏隔板3、 4采用具有與 邊孔光纖光柵1、 2相同的熱膨脹系數(shù)系數(shù)的材料，它的功能是增加邊孔光纖光柵1、 2 的壓力敏感性。如采用石英玻璃板，也可以采用其它類似的材料例如Kovar, Invar等材 料和其它增敏方法提高邊孔光纖光柵的壓力敏感性；還設(shè)有分別堵在兩個(gè)邊孔光纖光柵 1、 2—端的單模光纖11、 12，其單模光纖ll、 12是只有幾毫米長的普通單模光纖，普 通單模光纖的功能是密封邊孔光纖光柵的纖芯上的兩個(gè)對(duì)稱的邊孔，以保證外部液體不進(jìn)入邊孔光纖光柵的纖芯上的兩個(gè)對(duì)稱的邊孔內(nèi)；還有分別堵在兩個(gè)邊孔光纖光柵l、 2 另一端的兩根單偏振單模光纖7、 8，單偏振單模光纖7、 8只有一米長左右，它的功能是 分離兩個(gè)偏振反射信號(hào)；兩根單偏振單模光纖7、 8的另一端分別連接單模傳輸光纖9、 10;上述連接在一起的兩個(gè)平行設(shè)置的邊孔光纖光柵1、 2、增敏隔板3、 4、單模光纖11、 12和單偏振單模光纖7、 8設(shè)置在一多孔金屬保護(hù)罩5內(nèi)，其中的兩根單偏振單模光纖7、 8的端頭露在多孔金屬保護(hù)罩5 —端的外側(cè)與單模傳輸光纖9、 10連接。所述的內(nèi)部設(shè)置有邊孔光纖光柵1、 2、增敏隔板3、 4、單模光纖ll、 12和單偏振 單模光纖7、 8的金屬保護(hù)罩5的外側(cè)還設(shè)置有不銹鋼管封裝6，不銹鋼管封裝6的底端 口封有金屬網(wǎng)罩17并通過鎖緊螺母15、 0型圈16固定，金屬網(wǎng)罩17的功能是防止沙石 等異物進(jìn)入不銹鋼管內(nèi)傷害邊孔光纖光柵溫度壓力傳感單元；不銹鋼管封裝6的上端口 為只穿過單模傳輸光纖9、 IO的封閉端口，且在單模傳輸光纖9、 IO的穿出處設(shè)置有與 單模傳輸光纖9、 10連接的上冒13。上述的結(jié)構(gòu)保證了邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器的可靠性，使它既具有獲得傳感信 號(hào)的功能，同時(shí)又可以防止外界的可能對(duì)邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器的損壞。邊孔光 纖光柵溫度壓力傳感器在外力作用下，通過邊孔光纖光柵反射回來的布拉格波長有兩個(gè) 不同偏振方向的波長峰值。邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器的兩個(gè)反射波長具有相同的溫度性能。兩個(gè)反射波長峰 值之間的距離與外界壓力有很高的敏感性，與溫度變化很小，小于0.05pm/'C,是普通光 纖溫度系數(shù)的1/200。因此在測(cè)量精度范圍內(nèi)可以不考慮溫度的影響。邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器的其中一個(gè)反射波長與外界壓力不敏感，它的反射波長 改變值是溫度的函數(shù)，由此可以獲得被測(cè)環(huán)境的溫度。如圖2、圖3所示，所述的邊孔光纖光柵l、 2的纖芯上、下形成的一對(duì)對(duì)稱的空氣 孔38，使邊孔光纖光柵具有雙折射性能。兩空氣孔38中心連線的延長線的兩端與兩個(gè)增 敏隔板3、 4相切。其中的邊孔光纖光柵l、 2可以采用超窄帶相移光纖光柵還可以采用 普通邊孔光纖光柵。在本實(shí)例中邊孔光纖光柵傳感器中的邊孔光纖光柵l、 2采用邊孔單 模光敏光纖制作的超窄帶相移光纖光柵，它的3dB帶寬在2 — 3pm。如圖5所示，所述的邊孔光纖光柵解調(diào)儀37包括有分別與兩根單模傳輸光纖9、 10 相連接的兩路由可調(diào)濾辨器21/22、光電二極管27/28、放大器29/30串接構(gòu)成的信號(hào)傳 送路徑，以及與兩路信號(hào)傳送路徑終端的放大器29、 30的輸出端相連的PC計(jì)算機(jī)31。所述的兩路中的可調(diào)濾波器21、 22根據(jù)測(cè)量精度的需要，可以采用目前市場(chǎng)上出售 的各種光可調(diào)濾波器類型中的任何一種；如圖5所示，本實(shí)施例采用高精度溫度控制的 窄帶濾波器，即是由一個(gè)溫度控制器23/24與一個(gè)超窄帶相移光纖光柵26/25相并聯(lián)的 連接而構(gòu)成。可調(diào)濾波器檢出的傳感信號(hào)由光電二極管轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行放大進(jìn)入計(jì)算機(jī)軟件等 處理；整個(gè)系統(tǒng)具有預(yù)警，報(bào)警，顯示，存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和打印等功能。以上所述僅是本發(fā)明較佳實(shí)施例而己，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改，等同變化與修飾，均仍屬于本 發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)，包括有光源(34)、 兩個(gè)光耦合器(32、 33)、顯示器(35)，其特征在于，還設(shè)置有邊孔光纖光柵溫度壓 力傳感器(36)、邊孔^;纖光柵解調(diào)儀(37)，其中，光源(34)通過傳輸光纖分別與 兩個(gè)光耦合器(32、 33)的輸入端相連，兩個(gè)光耦合器(32、 33)各自的一個(gè)輸出端對(duì) 應(yīng)與邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器(36) —端的兩根單模傳輸光纖(9、 10)相連接，兩 個(gè)光耦合器(32、 33)各自的另一個(gè)輸出端又分別通過單模傳輸光纖(9、 10)與邊孔光 纖光柵解調(diào)儀(37)的輸入端相連，邊孔光纖光柵解調(diào)儀(37)的輸出端與顯示器(35) 相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于，所述的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器(36)包括有兩個(gè)平行設(shè)置的邊孔 光纖光柵(1、 2);分別與兩個(gè)邊孔光纖光柵(1、 2)兩側(cè)相切的增敏隔板(3、 4); 分別堵在兩個(gè)邊孔光纖光柵(1、 2) —端的單模光纖(11、 12)和分別堵在兩個(gè)邊孔光 纖光柵(1、 2)另一端的兩根單偏振單模光纖(7、 8);兩根單偏振單模光纖(7、 8) 的另一端分別連接單模傳輸光纖(9、 10);其中，連接在一起的兩個(gè)平行設(shè)置的邊孔光 纖光柵(1、 2)、增敏隔板(3、 4)、單模光纖(11、 12)和單偏振單模光纖(7、 8) 設(shè)置在一多孔金屬保護(hù)罩(5)內(nèi)，其中的兩根單偏振單模光纖(7、 8)的端頭露在多孔 金屬保護(hù)罩(5) —端的外側(cè)與單模傳輸光纖(9、 10)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于，所述的內(nèi)部設(shè)置有邊孔光纖光柵(1、 2)、增敏隔板(3、 4)、單模光纖(11、 12)和單偏振單模光纖(7、 8)的金屬保護(hù)罩(5)的外側(cè)還設(shè)置有不銹鋼管封裝 (6)，不銹鋼管封裝(6)的底端口封有金屬網(wǎng)罩(17)并通過鎖緊螺母(15) 、 0型圈 (16)固定；不銹鋼管封裝(6)的上端口為只穿過單模傳輸光纖(9、 10)的封閉端口， 且在單模傳輸光纖(9、 10)的穿出處設(shè)置有與單模傳輸光纖(9、 10)連接的上冒(13)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于所述的邊孔光纖光柵(1、 2)采用超窄帶相移光纖光柵或普通邊孔光纖光柵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于，所述的增敏隔板(3、 4)采用熱膨脹系數(shù)與邊孔光纖相同的材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于，所述的邊孔光纖光柵(1、 2)的纖芯上、下形成有一對(duì)對(duì)稱的空氣孔(38)， 兩空氣孔(38)中心連線的延長線的兩端與兩個(gè)增敏隔板(3、 4)相切。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)， 其特征在于，所述的邊孔光纖光柵解調(diào)儀(37)包括有分別與兩根單模傳輸光纖(9、 10) 相連接的兩路由可調(diào)濾波器(21/22)、光電二極管(27/28)、放大器(29/30)串接構(gòu) 成的信號(hào)傳送路徑，以及與兩路信號(hào)傳送路徑終端的放大器(29、 30)的輸出端相連的 PC計(jì)算機(jī)(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高靈敏度偏振無關(guān)的邊孔光纖光柵溫度壓力傳感檢測(cè)系統(tǒng)，包括有光源、兩個(gè)光耦合器、顯示器，還設(shè)置有邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器、邊孔光纖光柵解調(diào)儀，其中，光源通過傳輸光纖分別與兩個(gè)光耦合器的輸入端相連，兩個(gè)光耦合器各自的一個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)與邊孔光纖光柵溫度壓力傳感器一端的兩根單模傳輸光纖相連接，兩個(gè)光耦合器各自的另一個(gè)輸出端又分別通過單模傳輸光纖與邊孔光纖光柵解調(diào)儀的輸入端相連，邊孔光纖光柵解調(diào)儀的輸出端與顯示器相連。本發(fā)明的光纖光柵傳感器具有可靠、穩(wěn)定、高精度和長壽的特點(diǎn)，可在高溫下，從低于一個(gè)大氣壓到幾百個(gè)大氣壓下的壓力變化范圍內(nèi)，準(zhǔn)確地測(cè)量溫度和壓力。本發(fā)明可用于高溫和大壓力變化范圍的采油井在線檢測(cè)。
文檔編號(hào)E21B47/06GK101144380SQ200710059330
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者孟凡勇, 強(qiáng) 張, 董蘇姍, 郭轉(zhuǎn)運(yùn), 馬林萍 申請(qǐng)人:天津愛天光電子科技有限公司