推挽式光纤差压传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种对温度不敏感，测量范围可调、抗强电磁干扰、防燃防爆、多路复用、远程测量、成本低廉、性能稳定的推挽式光纤差压传感器。该推挽式光纤差压传感器，包括光纤适配器、光纤自聚焦透镜固定装置、平面反射镜固定装置、支撑柱、平衡梁、传动柱、封装壳、弹性金属波纹管、法兰盘、通压导管；采用该推挽式光纤差压传感器，成本低廉、性能稳定、易于更换及维修。在使用过程中，多个传感器可共同使用一套宽光谱光源、光电探测器，实现多点准分布测量；能够与光纤传输系统组成遥测网络，实现远程实时监测与测量。

【技术实现步骤摘要】
推挽式光纤差压传感器
本技术涉及光纤传感
，尤其是一种推挽式光纤差压传感器。
技术介绍
众所周知的：差压传感器是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。差压传感器在微流量测量、泄漏测试、洁净间监测、环境密封性检测、气体流量测量、液位高低测量等许多高精度测量场合都有着广泛的应用。例如，在密封件检测领域中，已对差压传感器应用于发动机喷油嘴密封性检测、汽车制动主缸的密封性检测等进行了研究；在流体流动研究和流体输送工程中领域，差压传感器可以用来精确测量流体流经两点之间的微小压力差；以及在液体的液位高度精确测量领域中，差压传感器可应用于如自来水水位的测量和控制，油田、炼油厂的油罐和储油槽的油位测量等。目前，差压传感器主要有压阻式和电容式两种，压阻式传感器突出的优点是结构简单，工作端面平整。但这种传感器也具有很多不足，其灵敏度与频率响应之间存在着比较突出的矛盾，且温度对此种传感器的性能影响也比较大。电容式传感器具有结构简单，灵敏度高，动态响应特性好，抗过载能力强，对高温、辐射和强烈振动等恶劣条件适应性强等优点，使它成为了一种有发展前途的传感器。但由于它存在的缺点和问题，如输出特性的非线性、寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响以及与传感器连接的电路比较复杂等，影响到其应用可靠性，需要采取一定的补偿和校正措施，因此限制了它的广泛应用。由于光纤传感技术具有防火、防爆、精度高、损耗低、体积小、质量轻、寿命长、性价比高、复用性好、响应速度快、抗电磁干扰、频带范围宽、动态范围大、易与光纤传输系统组成遥测网络等诸多优点，基于光纤传感技术的差压传感器也展开了相应的研究。日本的SeiichiroKINUGASA提出了一种基于强度调制的光纤差压传感器KINUGASASeiichiro.FringeAmplitudeModulationMethodforDifferentialPressureSensor[C]//IEEESENSORS，EXCODaegu，Korea，2006:22－25.。该类传感器的原理为入射光纤射出的光直接照射在反射体上，接收光纤所收到的反射光信号随反射体与接收光纤端之间距离的变化而变化，因而反射体的位移或转角的大小可通过检测接收光的强弱来确定。这种光纤传感器有两个主要缺点：一是光源强度的波动会给测量带来较大的误差，二是反射器表面的反射率随时间和使用环境的变化也导致测量的不准确性。台湾的Hao-JanSHENG等人设计出一种基于光纤布拉格光栅的差压传感器SHENGHao-Jan，LIUWen-Fung，LINKuei-Ru，etal.High-sensitivityTemperature-independentDifferentialPressureSensorusingFiberBraggGratings[J].OpticsExpress，2008，16(20):16014－16018.以及申请人于2016年公开的一种光纤差压风速传感器中国专利：201620800354.9，光纤布拉格光栅差压传感器主要根据光纤布拉格光栅受力发生轴向应变从而使输出光的波长发生改变，通过对比两段光栅的反射光波长值推导出压力差。由于该类传感器是根据单根光纤轴向应变来实现压力测量，虽然灵敏度很高，但测量范围较小，且易受振动干扰。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种对温度不敏感，测量范围可调、抗强电磁干扰、防燃防爆、多路复用、远程测量、成本低廉、性能稳定的推挽式光纤差压传感器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：推挽式光纤差压传感器，包括光纤适配器、光纤自聚焦透镜固定装置、平面反射镜固定装置、支撑柱、平衡梁、传动柱、封装壳、弹性金属波纹管、法兰盘、通压导管；所述封装壳具有内腔；所述光纤适配器设置在封装壳的顶部；所述光纤自聚焦透镜固定装置设置在封装壳内腔的顶部；所述光纤适配器与光纤自聚焦透镜固定装置通过光纤连接；所述支撑柱竖向设置在封装壳的内腔内，且所述支撑柱的下端位于内腔下表面的中间位置；所述支撑柱的上端设置有平衡梁，所述平衡梁的中间位置与支撑柱铰接；所述支撑柱的两侧均设置有弹性金属波纹管；所述弹性金属波纹管顶部设置有传动柱，所述传动柱的上端与平衡梁的一端连接；所述传动柱的上端设置有平面反射镜固定装置；所述平面反射镜固定装置位于光纤自聚焦透镜固定装置的正下方；所述弹性金属波纹管底部通过法兰盘固定在内腔下表面；所述弹性金属波纹管底部设置有通压导管。进一步的，所述平面反射镜固定装置包括螺柱、调角螺丝、橡胶圈、平面反射镜以及上安装板和下安装板；所述螺柱设置在上安装板的顶部；所述橡胶圈设置在上安装板和下安装板之间；所述上安装板上设置有横向槽；所述上安装板上设置有两颗调角螺丝，两个调角螺丝分别位于螺柱的两侧；其中一颗调角螺丝由上安装板插入延伸到下安装板内，且与下安装板螺纹配合；另一颗调角螺丝的一端通过横向槽插入到安装板内，且与下安装板螺纹配合；所述平面反射镜安装在下安装板的下底面。进一步的，所述的光纤自聚焦透镜固定装置包括光纤自聚焦透镜、第二调角螺丝、第二橡胶圈、固定座；所述固定座上设置有聚焦透镜安装座，所述第二橡胶圈位于固定座与聚焦透镜安装座之间，所述光纤自聚焦透镜安装在聚焦透镜安装座上端，所述聚焦透镜安装座具有法兰；所述第二调角螺丝设置在法兰上，且至少具有三颗；所述第二调角螺丝的一端依次穿过法兰、第二橡胶圈插入到固定座内，且与固定座螺纹配合。进一步的，所述聚焦透镜安装座上设置有安装凸台，所述安装凸台上套装有安装套；所述安装套上设置有紧固螺丝；所述光纤自聚焦透镜安装在安装凸台顶部。本技术的有益效果是：本技术所述的推挽式光纤差压传感器，具有以下优点：1)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，有源与无源器件相互分离设计使其能够在强电磁干扰、易燃易爆等恶劣环境下工作。2)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，传感器所使用的弹性金属波纹管可根据实际需求进行更换，实现测量范围及灵敏度可调。3)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，成本低廉、性能稳定、易于更换及维修。进一步的，在使用过程中：4)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，多个传感器可共同使用一套宽光谱光源、光电探测器，实现多点准分布测量。5)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，扫描位移台上宽谱光的空间传输会带来温度误差，但其空间传输距离不会超过15cm，所以温度带来的误差可以忽略不计。6)本技术所述的一种推挽式光纤差压传感器，能够与光纤传输系统组成遥测网络，实现远程实时监测与测量。附图说明图1是本技术实施例中推挽式光纤差压传感器的结构示意图；图2是本技术实施例中为光纤自聚焦固定装置的立体图；图3是本技术实施例中推反射镜固定装置的主视图；图4是本技术实施例中推反射镜固定装置的俯视图；图5是本技术实施例中推挽式光纤差压传感器的测量系统图；图6是本技术实施例中实验数据图；图中标示：1-宽光谱光源；2-光电探测器；3-光纤耦合器；4-第一光纤跳线；5-第二光纤跳线；6-扫描位移台；8-推挽式光纤差压传感器；9-光纤适配器；10-光纤自聚焦透镜固定装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.推挽式光纤差压传感器，其特征在于：包括光纤适配器(9)、光纤自聚焦透镜固定装置(10)、平面反射镜固定装置(11)、支撑柱(12)、平衡梁(13)、传动柱(14)、封装壳(15)、弹性金属波纹管(16)、法兰盘(17)、通压导管(18)；所述封装壳(15)具有内腔；所述光纤适配器(9)设置在封装壳(15)的顶部；所述光纤自聚焦透镜固定装置(10)设置在封装壳(15)内腔的顶部；所述光纤适配器(9)与光纤自聚焦透镜固定装置(10)通过光纤连接；所述支撑柱(12)竖向设置在封装壳(15)的内腔内，且所述支撑柱(12)的下端位于内腔下表面的中间位置；所述支撑柱(12)的上端设置有平衡梁(13)，所述平衡梁(13)的中间位置与支撑柱(12)铰接；所述支撑柱(12)的两侧均设置有弹性金属波纹管(16)；所述弹性金属波纹管(16)顶部设置有传动柱(14)，所述传动柱(14)的上端与平衡梁(13)的一端连接；所述传动柱(14)的上端设置有平面反射镜固定装置(11)；所述平面反射镜固定装置(11)位于光纤自聚焦透镜固定装置(10)的正下方；所述弹性金属波纹管(16)底部通过法兰盘(17)固定在内腔下表面；所述弹性金属波纹管(16)底部设置有通压导管(18)。...

【技术特征摘要】
1.推挽式光纤差压传感器，其特征在于：包括光纤适配器(9)、光纤自聚焦透镜固定装置(10)、平面反射镜固定装置(11)、支撑柱(12)、平衡梁(13)、传动柱(14)、封装壳(15)、弹性金属波纹管(16)、法兰盘(17)、通压导管(18)；所述封装壳(15)具有内腔；所述光纤适配器(9)设置在封装壳(15)的顶部；所述光纤自聚焦透镜固定装置(10)设置在封装壳(15)内腔的顶部；所述光纤适配器(9)与光纤自聚焦透镜固定装置(10)通过光纤连接；所述支撑柱(12)竖向设置在封装壳(15)的内腔内，且所述支撑柱(12)的下端位于内腔下表面的中间位置；所述支撑柱(12)的上端设置有平衡梁(13)，所述平衡梁(13)的中间位置与支撑柱(12)铰接；所述支撑柱(12)的两侧均设置有弹性金属波纹管(16)；所述弹性金属波纹管(16)顶部设置有传动柱(14)，所述传动柱(14)的上端与平衡梁(13)的一端连接；所述传动柱(14)的上端设置有平面反射镜固定装置(11)；所述平面反射镜固定装置(11)位于光纤自聚焦透镜固定装置(10)的正下方；所述弹性金属波纹管(16)底部通过法兰盘(17)固定在内腔下表面；所述弹性金属波纹管(16)底部设置有通压导管(18)。2.如权利要求1所述的推挽式光纤差压传感器，其特征在于：所述平面反射镜固定装置(11)包括螺柱(111)、调角螺丝(112)、橡胶圈(113)、平面反射镜(114)以及上安装板(115...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊显名，冯程成，苑立波，张丽娟，张文涛，秦祖军，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45