本实用新型专利技术公开了一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件、压力测试器件、密封壳体、固定结构等，压力传导器件将外界压力转换为膜片中心挠度的压缩变化，并且通过灵活的改变压力传导器件的外形尺寸来改变测试量程，保证了产品在各个量程环境下使用的通用性。压力测试器件将挠度的变化施加在测力光栅上，导致光栅收缩，反射波长减小，达到测试目的，温度补偿光栅通过调节长短和材料热膨胀系数，使得降低测力光栅的温度系数和温度补偿，达到最优温度补偿。本实用新型专利技术适用于远距离传输，抗电磁干扰，绝缘本安，完全可以代替现在通用的压力变送器和波纹膜片压力表。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光纤传感
，具体设及一种管道压力监测的光纤光栅压力 传感器。
技术介绍
压力管道表面应力应变状态是压力管道在风险状态下受力的综合表现，关系到压 力管道的力学安全。压力管道表面应变检测可W有效预防压力管道爆管事故的发生，目前 最常用的测试方法有人工千分尺检测方法、压力变送器法、电阻应变片检测方法和波纹膜 片测压力法等。人工千分尺检测方法的缺点在于无法实现实时在线检测，并且工序复杂，测 量效率低，测量误差大，严重影响测量精度，而压力变送器法、电阻应变片检测法测量精度 不高，且易受电磁干扰，不适用于易燃易爆的场合检测。波纹膜片压力表尽管具有一定的耐 腐蚀性，但是如果工程安装不当或监测过程受压过高，会大大降低波纹膜片的使用寿命。光 纤光栅传感器检测压力管道表面应变是一种全光传感、高精度、抗电磁干扰、本质安全W及 效率更高的技术手段，同时便于实现在线多点分布式检测。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了现有管道压力光纤光栅传感器量程范 围适应性差、长期监测漂移等问题，提供了一种量程范围可灵活调整、'零漂移'的管道压力 监测的光纤光栅压力传感器。 为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的： 一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件、位于压力传导器 件后端的感知压加、压力测试器件、密封壳体、固定结构和一根光纤（16)，光纤（16)上从 左至右依次刻有一个压力测试光栅（11)和一个溫度补偿光栅（12)，其特征在于，一个压力 测试光栅通过玻璃焊料焊接在第一光栅固定键和第二光栅固定键之间，一个溫度补偿光栅 通过玻璃焊料焊接在第二光栅固定键和第=光栅固定键之间，第一光栅固定键的一端通过 螺纹旋钮固定在压力传导器件上，第一光栅固定键的另一端通过1号螺钉顶丝固定在压力 测试器件上，压力测试器件与第二光栅固定键通过2号螺钉顶丝固定，压力测试器件与第 =光栅固定键通过3号螺钉顶丝固定，压力传导器件前端有与压力传导器件一体加工成形 的金属材质的T型膜片，压力传导器件前端的T型膜片穿过压力测试器件后端的空腔与固 定在压力测试器件上的压力测试光栅相接触，压力传导器件的前端与压力测试器件的后端 通过胶粘固定在一起，密封壳体后端的内螺纹与压力传导器件中段的外螺纹对接从而将压 力测试器件密封在密封壳体中，密封壳体前端的外螺纹与固定装置后端的内螺纹对接，固 定装置前端的出纤处通过M3固定堵头封闭并用防水胶密封。 与现有技术相比本技术的有益效果是： 1.光纤光栅制作管道压力传感器，虽然克服了传统压力传感器无法在线监测、精 度低、易受电磁干扰、易腐蚀等缺点。但是一般的光纤光栅压力传感器结构比较复杂，对 于不同管道压力量程的应用并不合适，往往要根据管道压力范围更换大批传感器，增加了 制作成本、延长了施工工期。本技术在保证测量精度的前提下，仅仅通过改变压力传 导器件1的膜片厚度就能实现所有压力量程下管道的压力测量。压力传导器件1前端为 M20X1. 5外螺纹，尺寸为大部分测压环境下的标准螺纹尺寸，方便于安装，通过螺纹对接将 压力传递至直径12mm的压力膜片上，最终将压力膜片的中屯、晓度变化转变为压缩光纤光 栅，达到测试效果。利用压力越大和中屯、晓度变化越大的关系，仅仅通过改变压力膜片的厚 度来保证压力和中屯、晓度固定关系，从而保证压缩光栅的一致性，从而保证产品在各个压 力量程下的通用性。 2.管道压力测试，往往是将传感器埋入地下，参数漂移是影响管道压力长期监测 的重要因素。由于普通光纤光栅传感器常用有氧胶封装，运一固定的方法由于胶体蠕变的 原因，对运一拉伸受力状态保持稳定性的影响非常大，只能采用校准和补偿的方法消除，但 是由于使用环境的差异导致蠕变的速度并不相同，所W校准和补偿的难度大，精度低。本实 用新型采用无氧胶焊接的方式固定光纤光栅，大幅度提高产品的长期稳定性。为了保证稳 定的波长反射系数，制作过程中需要先对压力测试光栅11 (即'0'状态是压力测试光栅11 拉伸的状态），光栅始终处于拉伸受力的状态。通过无氧胶焊接的方式（玻璃焊料焊接）代 替有氧胶封装的方式，通过长期实验证明对蠕变有较大的改进。【附图说明】 下面结合附图对本技术作进一步的说明： 图1为本技术所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器的结构示意 图。 图2为本技术所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器的连接关系 不意图。 图3为本技术所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器采用无氧胶 焊接的方式一年的蠕变测试曲线与现有技术中采用有氧胶封装方式的传感器一年的蠕变 测试曲线对比图。 图中：1、压力传导器件，2、压力测试器件，3、2号螺钉顶丝，4、密封壳体，5、固定结 构，6、1号螺钉顶丝，7、第一光栅固定键，8、第二光栅固定键，9、第=光栅固定键，10、感知压 加，11、压力测试光栅，12、溫度补偿光栅，13、3号螺钉顶丝，14、M3固定堵头，15、T型膜 片，16、光纤。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作详细的描述： 参阅图1及图2, 一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件1、 位于压力传导器件1后端的感知压加 10、压力测试器件2、密封壳体4、固定结构5和一 根光纤（16)，光纤（16)上从左至右依次刻有一个压力测试光栅（当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件(1)、位于压力传导器件(1)后端的感知压力口(10)、压力测试器件(2)、密封壳体(4)、固定结构(5)和一根光纤(16)，光纤(16)上从左至右依次刻有一个压力测试光栅(11)和一个温度补偿光栅(12)，其特征在于，压力测试光栅(11)通过玻璃焊料焊接在第一光栅固定键(7)和第二光栅固定键(8)之间，温度补偿光栅(12)通过玻璃焊料焊接在第二光栅固定键(8)和第三光栅固定键(9)之间，第一光栅固定键(7)的一端通过螺纹旋钮固定在压力传导器件(1)上，第一光栅固定键(7)的另一端通过1号螺钉顶丝(6)固定在压力测试器件(2)上，压力测试器件(2)与第二光栅固定键(8)通过2号螺钉顶丝(3)固定，压力测试器件(2)与第三光栅固定键(9)通过3号螺钉顶丝(13)固定，压力传导器件(1)前端有与压力传导器件(1)一体加工成形的金属材质的T型膜片(15)，压力传导器件(1)前端的T型膜片(15)穿过压力测试器件(2)后端的空腔与固定在压力测试器件(2)上的压力测试光栅(11)相接触，压力传导器件(1)的前端与压力测试器件(2)的后端通过胶粘固定在一起，密封壳体(4)后端的内螺纹与压力传导器件(1)中段的外螺纹对接从而将压力测试器件(2)密封在密封壳体(4)中，密封壳体(4)前端的外螺纹与固定装置(5)后端的内螺纹对接，固定装置(5)前端的出纤处通过M3固定堵头(14)封闭并用防水胶密封。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张天瑜，张义鑫，林君，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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