專利名稱：帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖光柵傳感器，具體涉及一種高精度、高壓力、范圍內(nèi)使用的帶 溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器。
背景技術(shù)：
眾所周知，光纖光柵傳感器技術(shù)在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域中的優(yōu)勢得到廣泛的認(rèn)可。在使 用環(huán)境上它與傳統(tǒng)的傳感器相比較具有很多優(yōu)勢，尤其是在特殊環(huán)境下它具有不可替代 的明顯特性；在測試精度上它提供的參數(shù)和準(zhǔn)確性，是目前其它類傳感器所不能達(dá)到的。目前，現(xiàn)有的光纖光柵壓力傳感器，在實(shí)際應(yīng)用中，都存在如下問題一是都不帶 有溫度補(bǔ)償功能，造成應(yīng)用范圍過窄，尤其是不能在高溫環(huán)境下使用；二是無法保證在高溫 環(huán)境下參數(shù)測量的可靠性；三是因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過于簡單，造成傳感器的使用壽命較短，尤其在 溫度超過100度時，極易損壞。隨著光纖光柵傳感器在實(shí)踐中的不斷應(yīng)用，耐高溫的光纖光柵壓力傳感器需求的 呼聲越來越高，合理的設(shè)計(jì)制造出耐高溫的、帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，可能是未 來發(fā)展的大方向，人們對高精度、高效率的光纖光柵壓力傳感器的需求也更加迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題和現(xiàn)狀，所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶溫度 補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器。本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、封裝容易、耐高溫、使用 壽命長的帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器。本發(fā)明的具體實(shí)施方案是一種帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，具體說明的 是本傳感器是帶有溫度補(bǔ)償作用的，它包括有溫度補(bǔ)償棒、感壓膜、外殼、耐高溫光纖光 柵、一定長度的傳導(dǎo)單模高溫光纖組成。特別指出的是溫度補(bǔ)償棒是采用兩種不同的金屬或非金屬材料制成的；感壓膜是 特殊耐腐蝕的高彈性金屬軋制而成，其厚度可根據(jù)被測壓力的動態(tài)范圍自由選擇的；外殼 是由金屬或金屬復(fù)合材料制成；耐高溫光纖光柵是采用外涂耐高溫涂料的特種單模光纖， 經(jīng)光敏化而制成的；一定長度的傳導(dǎo)單模高溫光纖是采用外涂耐高溫涂料的特種單模光纖 組成。特別要求保護(hù)的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的感壓膜特點(diǎn)為感壓膜中央是連接有一溫度補(bǔ)償棒的，溫度補(bǔ)償棒 是由有一定熱膨脹系數(shù)的金屬或非金屬制成，并與感壓膜連成一體；感壓膜的邊緣與金屬 外殼前端封裝在一起，當(dāng)外界壓力變化時感壓膜的溫度補(bǔ)償棒一起受壓移動。本發(fā)明所述的溫度補(bǔ)償棒特點(diǎn)為溫度補(bǔ)償棒的另一端與耐高溫光纖光柵用耐高 溫膠粘劑粘結(jié)在一起的，當(dāng)外界壓力使感壓膜及溫度補(bǔ)償棒移動時，與之相連的耐高溫光 纖光柵，亦隨之拉緊或放松，從而使耐高溫光纖光柵的反射波長一同改變，壓力變大，反射波長變短；壓力變小，反射波長變長。本發(fā)明具體特點(diǎn)還在于本發(fā)明的傳感器內(nèi)的耐高溫光纖光柵的另一端，在做好 預(yù)拉伸后是與傳感器外殼的另一端粘接在一起的，并由傳到光纖引出殼體外。本發(fā)明具體特點(diǎn)還在于溫度補(bǔ)償棒材料的熱膨脹系數(shù)必須大于外殼材料的熱膨 脹系數(shù)；溫度補(bǔ)償棒和外殼所用的材料包括金屬、非金屬之間任意組合而成。本發(fā)明具體特點(diǎn)還在于上述的耐高溫光纖光柵與其它材料部件的粘接是采用特 種耐高溫的高分子聚合物組成的膠粘劑粘接在一起。本發(fā)明具體特點(diǎn)還在于上述的耐高溫光纖光柵是采用外涂耐高溫涂料的特種單 模光纖光柵，經(jīng)過光敏化而制成的；耐高溫光纖光柵的裸光纖部分，全部經(jīng)過專用高溫涂料 涂敷的；耐高溫光纖光柵與傳導(dǎo)高溫光纖采用熔接技術(shù)連接在一起，以確保其低損耗傳輸。


圖為本發(fā)明帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖1、感壓膜；2、溫度補(bǔ)償棒；3、耐高溫膠粘劑4、外殼；5、耐高溫光纖光柵；6、耐高溫 傳導(dǎo)光纖；本發(fā)明的帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊簡單，安全性能可靠，使用壽命長，能在350度高溫下穩(wěn)定工作，靈敏度 高并可調(diào)，安裝使用方便，與傳統(tǒng)的傳感器相比較，具有工作時無噪音、無污染，使用壽命 長、免維護(hù)、不用附加其它能源，可以應(yīng)用在傳統(tǒng)傳感器不能應(yīng)用的多種領(lǐng)域，是一種應(yīng)用 廣泛及前景廣闊的新一代理想的傳感器。尤其是在核電站、油田、航天、化工、礦業(yè)等領(lǐng)域上 有突出的應(yīng)用空間。
具體實(shí)施例下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1 見圖將直徑100-200mm、厚度0. 6-1. 2mm不銹鋼的1感壓膜，中間打一直 徑.35-6mm的孔，其與2溫度補(bǔ)償器的直徑相當(dāng)，并把2溫度補(bǔ)償棒的一端與1感壓膜相粘 接在一起，再用3耐高溫膠粘劑將2溫度補(bǔ)償棒的一端與5耐高溫光纖光柵粘接成一體，將 5耐高溫光纖光柵的另一端與6耐高溫傳導(dǎo)光纖熔接在一起，穿出4外殼的出纖端，再用耐 高溫膠將感壓膜與4外殼粘接在一起，最后將光纖光柵預(yù)拉伸1. 5-3nm與外殼出纖端粘接 在一起即可。實(shí)施例2 見圖將直徑100-200mm、厚度0. 6-1. 2mm不銹鋼的1感壓膜，中間打一直 徑.35-6mm的孔，其與玻璃材質(zhì)的2溫度補(bǔ)償器的直徑相當(dāng)，并把玻璃材質(zhì)的2溫度補(bǔ)償棒 的一端與1感壓膜相粘接在一起，再用3耐高溫膠粘劑將玻璃材質(zhì)的2溫度補(bǔ)償棒的一端 與5耐高溫光纖光柵粘接成一體，將5耐高溫光纖光柵的另一端與6耐高溫傳導(dǎo)光纖熔接 在一起，穿出4外殼的出纖端，再用耐高溫膠將感壓膜與4外殼粘接在一起，最后將光纖光 柵預(yù)拉伸1.5-3nm與外殼出纖端粘接在一起即可。
權(quán)利要求
1.一種高溫環(huán)境下使用的一種帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器。其特征在于包括 有位于最前端的1金屬感壓膜，與感壓膜中心相連接在一起的2溫度補(bǔ)償棒，用來固定2溫 度補(bǔ)償棒與3耐高溫膠粘劑、5耐高溫光纖光柵、6耐高溫傳導(dǎo)光纖、4外殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于2溫度補(bǔ)償 棒及其組成的材料為它的熱膨脹系數(shù)要大于外殼材料的熱膨脹系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于4外殼所用 材料的熱膨脹系數(shù)要小于2溫度補(bǔ)償棒的熱膨脹系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于1感壓膜與 2溫度補(bǔ)償棒之間是采用耐高溫膠相固定及密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于1感壓膜外 延與4外殼之間采用耐高溫膠相固定及密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于所用的5耐 高溫光纖光柵為涂有耐高溫涂料的特種耐高溫光纖光柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶溫度補(bǔ)償?shù)膲毫饫w光柵傳感器，其特征在于所用的5耐 高溫光纖光柵要預(yù)拉伸1. 5-3nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器。特別指出的是提供一種帶溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，帶有溫度補(bǔ)償作用的，包括有溫度補(bǔ)償棒、感壓膜、外殼、耐高溫光纖光柵、一定長度的傳導(dǎo)單模高溫光纖組成。它結(jié)構(gòu)緊湊簡單，安全性能可靠，使用壽命長，能在350攝氏度高溫下穩(wěn)定工作，靈敏度高并可調(diào)，安裝使用方便，與傳統(tǒng)的傳感器相比較，具有工作時無噪音、無污染，使用壽命長、免維護(hù)、不用附加其它能源，可以應(yīng)用在傳統(tǒng)傳感器不能應(yīng)用的多種領(lǐng)域，是一種應(yīng)用廣泛及前景廣闊的新一代理想的傳感器。尤其是在核電站、油田、航天、化工、礦業(yè)等領(lǐng)域上有突出的應(yīng)用空間。
文檔編號G01L1/24GK102095535SQ20091022903
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者張強(qiáng) 申請人:天津金工機(jī)械設(shè)備制造有限公司, 張強(qiáng)