專利名稱：光纖法布里-珀羅壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及油罐靜壓力測量專用傳感器，尤其是涉及一種光纖法布里-珀羅壓力傳感器。
背景技術(shù)：
高壓強(qiáng)電進(jìn)入爆炸性環(huán)境是令人擔(dān)憂的安全隱患。例如在石油存儲(chǔ)領(lǐng)域，油罐儲(chǔ)量測量當(dāng)前流行的技術(shù)方法都會(huì)用電，電上罐甚至電進(jìn)罐，存在嚴(yán)重的安全隱患。中國專利號(hào)ZL-02224560X、ZL-200410038285. 4、ZL-200420059735. 3 公開的光纖液位傳感器；中國專利號(hào)為ZL-200420102303. 6公開的光纖法布里-珀羅腔液位傳感器?，F(xiàn)有的這些傳感器特別容易受到使用環(huán)境變化的影響，當(dāng)溫度變化時(shí)，應(yīng)變片或彈性片輕 微的變形、液壓油膨脹系數(shù)與其它部件不一致就會(huì)對(duì)測量精度造成很大的影響。同時(shí)這些傳感器生產(chǎn)工藝難度大，成品率較低；特別是當(dāng)作為差壓傳感器使用時(shí)，油蒸汽會(huì)進(jìn)入法布里-珀羅腔，從而大大影響傳感器的穩(wěn)定性和測量準(zhǔn)確度。另外，傳感器輸出信號(hào)不干凈，信噪比不高。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的是提出一種溫度性能更好、準(zhǔn)確度更高、結(jié)構(gòu)更簡單的光纖法布里-珀羅壓力傳感器。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出了一種光纖法布里-珀羅壓力傳感器，包括壓力采集腔、緩沖部件、光學(xué)諧振腔、光纖連接器；所述壓力采集腔為上端、下端具有開口的腔體，上接外部儲(chǔ)液容器，下端通過緩沖部件連接所述光學(xué)諧振腔；所述光學(xué)諧振腔為一非本征型法布里-珀羅光學(xué)干涉腔，其為上端面開口、下端面封閉的腔體；連接有光纖的所述光纖連接器從所述光學(xué)諧振腔的下端面穿入所述光學(xué)諧振腔內(nèi)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述緩沖部件包括緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼，所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼形成緩沖腔，所述緩沖腔內(nèi)設(shè)有緩沖液；所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體均為圓盤形狀。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述緩沖部件包括緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼，所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼形成緩沖腔；所述光學(xué)彈性體為圓盤形狀；所述緩沖彈性體為圓心凸起呈弧形的圓盤形狀，且所述緩沖彈性體上具有貫穿本體的孔。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，壓力采集腔、光學(xué)諧振腔及外殼具有筒狀內(nèi)腔；所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體的形狀與所述壓力采集腔、光學(xué)諧振腔及外殼相適配以封閉所述壓力采集腔及光學(xué)諧振腔之間的空隙。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光纖連接器由保護(hù)蓋、光學(xué)諧振腔下端穿入，并與所述光學(xué)諧振腔底端面及光學(xué)彈性體垂直；所述光纖連接器中軸線與所述保護(hù)蓋、光學(xué)諧振腔、光學(xué)彈性體中軸線重合或偏離中軸線不超過8 ii m。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述緩沖液為低膨脹系數(shù)的苯甲基硅油。[0011]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述壓力采集腔、緩沖彈性體、光學(xué)諧振腔、外殼、保護(hù)蓋采用因瓦合金制造，所述光學(xué)諧振腔進(jìn)行發(fā)黑處理。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光學(xué)彈性體采用與因瓦合金等膨脹系數(shù)的微晶玻璃制造，其直徑為11 25mm，厚度為850 1500 y m，其內(nèi)側(cè)表面中心半徑500 y m范圍內(nèi)鍍反射膜，反射率調(diào)整到50 68%。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光纖連接器為平面對(duì)接型光纖連接器，所述光纖為單模石英光纖。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光學(xué)諧振腔、保護(hù)蓋開有與外界大氣或油罐蒸汽空間相通的導(dǎo)氣孔；所述導(dǎo)氣孔內(nèi)設(shè)有通氣吸油體；所述通氣吸油體為活性碳與多孔發(fā)泡材料組成的吸附體。本實(shí)用新型用在爆炸性環(huán)境，通過測量油罐底部靜壓力，直接計(jì)量油罐的庫存量，可以從根本上杜絕高壓強(qiáng)電的困擾、閃電雷擊的危害。同時(shí)，本實(shí)用新型的光纖法布里-珀 羅壓力傳感器既可以測量表觀壓力，又可以測量差壓壓力

圖I為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例一做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種基于光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括壓力采集腔I、緩沖部件、光學(xué)諧振腔5、光纖連接器6。如圖I所示的，緩沖部件可以具體包括緩沖彈性體2、緩沖液3、光學(xué)彈性體4。緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4、外殼7形成緩沖腔，所述緩沖腔內(nèi)設(shè)有緩沖液3。如圖I所示的，所述緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4均為圓盤形狀。如圖2所示的，所述緩沖部件還可以具體包括緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4。緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4、外殼7形成緩沖腔。如圖2所示的，所述光學(xué)彈性體4為圓盤形狀；所述緩沖彈性體2為圓心凸起呈弧形的圓盤形狀。如圖2所示的，可以設(shè)置多個(gè)緩沖彈性體2，例如2個(gè)。如圖2所示的，所述緩沖彈性體上具有貫穿本體的孔，該孔可以為不規(guī)則的分布于緩沖彈性體2上，且貫穿緩沖彈性體2。由于硅油的熱膨脹溫度系數(shù)很難完全與因瓦合金、微晶玻璃完全匹配，因此采用這種結(jié)構(gòu)可以在降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的同時(shí)，也避免了硅油與其它部件熱膨脹溫度系數(shù)不一致而帶來的影響。在這兩個(gè)弧狀圓形薄片上開幾個(gè)不對(duì)稱的孔，這樣可以減緩液體的沖擊。如圖2所示的，不同的緩沖彈性體2上的孔的位置也可以是不相同的。進(jìn)一步的，為了增加密封效果，緩沖部件還可以包括保護(hù)蓋8。如圖I所示的，所述壓力采集腔I為上下端開口的殼體，上接外部儲(chǔ)液容器，下端緊壓緩沖彈性體；所述緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4與外殼7圍成緩沖腔，內(nèi)充緩沖液3 ;所述光學(xué)諧振腔5為上端面開口、下端面封閉腔體，光學(xué)彈性體4緊貼光學(xué)諧振腔5上端面且與光學(xué)諧振腔5底端面平行，構(gòu)成一非本征型法布里-珀羅光學(xué)干涉腔；所述光纖連接器6由保護(hù)蓋8、光學(xué)諧振腔5下端面穿入，其軸線與所述保護(hù)蓋8、光學(xué)諧振腔5底端面、光學(xué)彈性體垂直。液體靜壓力由壓力采集腔I導(dǎo)入，作用于緩沖彈性體2上，使緩沖彈性體2發(fā)生形變，通過緩沖液3的傳導(dǎo)作用，使光學(xué)彈性體4發(fā)生形變，從而改變非本征型法布里-珀羅光學(xué)干涉腔反射光光程，使液體靜壓力對(duì)光產(chǎn)生調(diào)制作用，經(jīng)過單模光纖遠(yuǎn)距離傳輸后，被遠(yuǎn)端設(shè)備檢測并解調(diào)出液體靜壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐儲(chǔ)存量的測量。 如圖I所示的，所述光學(xué)諧振腔5、保護(hù)蓋8開有與外界大氣或油罐蒸汽空間相通的導(dǎo)氣孔10，孔內(nèi)設(shè)有通氣吸油體11，所述通氣吸油體11為活性碳與多孔發(fā)泡材料組成的吸附體。如圖I所示的，在外殼7上還開有充油孔9。如圖I所示的，壓力采集腔I及光學(xué)諧振腔5、外殼7具有筒狀內(nèi)腔；所述緩沖彈性體2、光學(xué)彈性體4的形狀與所述壓力采集腔I、光學(xué)諧振腔5外殼7相適配以封閉所述壓力采集腔I及光學(xué)諧振腔5之間的空隙。如圖I所示的，所述光纖連接器6由保護(hù)蓋8、光學(xué)諧振腔5下端穿入，并與所述光學(xué)諧振腔5底端面及光學(xué)彈性體4垂直。所述光纖連接器6中軸線與所述保護(hù)蓋8、光學(xué)諧振腔5、光學(xué)彈性體4的中軸線重合或偏離中軸線不超過8 u m。所述緩沖液3為低膨脹系數(shù)的苯甲基硅油。所述壓力采集腔、緩沖彈性體、光學(xué)諧振腔、外殼、保護(hù)蓋采用因瓦合金制造，所述光學(xué)諧振腔進(jìn)行發(fā)黑處理。所述光學(xué)彈性體采用與因瓦合金等膨脹系數(shù)的微晶玻璃制造，其直徑為11 25mm，厚度為850 1500 y m，其內(nèi)側(cè)表面中心半徑500 y m范圍內(nèi)鍍反射膜，反射率調(diào)整到50 68%。所述光纖連接器為平面對(duì)接型光纖連接器，所述光纖為單模石英光纖。當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，包括壓力采集腔、緩沖部件、光學(xué)諧振腔、光纖連接器；所述壓力采集腔為上端、下端具有開口的腔體，上接外部儲(chǔ)液容器，下端通過緩沖部件連接所述光學(xué)諧振腔；所述光學(xué)諧振腔為一非本征型法布里-珀羅光學(xué)干涉腔，其為上端面開口、下端面封閉的腔體；連接有光纖的所述光纖連接器從所述光學(xué)諧振腔的下端面穿入所述光學(xué)諧振腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述緩沖部件包括緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼，所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼形成緩沖腔，所述緩沖腔內(nèi)設(shè)有緩沖液；所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體均為圓盤形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述緩沖部件包括緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼，所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體、外殼形成緩沖腔；所述光學(xué)彈性體為圓盤形狀；所述緩沖彈性體為圓心凸起呈弧形的圓盤形狀，且所述緩沖彈性體上具有貫穿本體的孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，壓力采集腔、光學(xué)諧振腔及外殼具有筒狀內(nèi)腔；所述緩沖彈性體、光學(xué)彈性體的形狀與所述壓力采集腔、光學(xué)諧振腔及外殼相適配以封閉所述壓力采集腔及光學(xué)諧振腔之間的空隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述光纖連接器由保護(hù)蓋、光學(xué)諧振腔下端穿入，并與所述光學(xué)諧振腔底端面及光學(xué)彈性體垂直；所述光纖連接器中軸線與所述保護(hù)蓋、光學(xué)諧振腔、光學(xué)彈性體中軸線重合或偏離中軸線不超過8 u m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述緩沖液為低膨脹系數(shù)的苯甲基硅油。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述壓力采集腔、緩沖彈性體、光學(xué)諧振腔、外殼、保護(hù)蓋采用因瓦合金制造，所述光學(xué)諧振腔進(jìn)行發(fā)黑處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述光學(xué)彈性體采用與因瓦合金等膨脹系數(shù)的微晶玻璃制造，其直徑為11 25mm，厚度為850 1500ii m，其內(nèi)側(cè)表面中心半徑500 iim范圍內(nèi)鍍反射膜，反射率調(diào)整到50 68%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述光纖連接器為平面對(duì)接型光纖連接器，所述光纖為單模石英光纖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖法布里-珀羅壓力傳感器，其特征在于，所述光學(xué)諧振腔、保護(hù)蓋開有與外界大氣或油罐蒸汽空間相通的導(dǎo)氣孔；所述導(dǎo)氣孔內(nèi)設(shè)有通氣吸油體；所述通氣吸油體為活性碳與多孔發(fā)泡材料組成的吸附體。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種光纖法布里-珀羅壓力傳感器，包括壓力采集腔、緩沖部件、光學(xué)諧振腔、光纖連接器；所述壓力采集腔為上端、下端具有開口的腔體，上接外部儲(chǔ)液容器，下端通過緩沖部件連接所述光學(xué)諧振腔；所述光學(xué)諧振腔為一非本征型法布里-珀羅光學(xué)干涉腔，其為上端面開口、下端面封閉的腔體；連接有光纖的所述光纖連接器從所述光學(xué)諧振腔的下端面穿入所述光學(xué)諧振腔內(nèi)。本實(shí)用新型用在爆炸性環(huán)境，通過測量油罐底部靜壓力，直接計(jì)量油罐的庫存量，可以從根本上杜絕高壓強(qiáng)電的困擾、閃電雷擊的危害。
文檔編號(hào)G01L19/14GK202393549SQ201120553538
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者羅迤凡, 魏建中 申請(qǐng)人:羅迤凡