一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，包括第一光纤、第一光纤光栅、第二光纤、第二光纤光栅、圆柱玻璃外壳、敏感玻璃筒、玻璃柱、密封玻璃块、玻璃滤网；第一光纤光栅固定在第一光纤上，第二光纤光栅固定在第二光纤上；敏感玻璃筒的上端与圆柱玻璃外壳的上端固定在一起；第一光纤光栅嵌在敏感玻璃筒的左侧面，玻璃柱位于敏感玻璃筒的内部，第二光纤光栅嵌在玻璃柱的内部；密封玻璃块位于圆柱玻璃外壳的顶部中心，玻璃滤网固定在圆柱玻璃外壳的下端。本实用新型专利技术不仅克服了传感器基体耐氧化生锈以及腐蚀性的问题，减少了机械零件连接的复杂过程，还实现了光纤光栅元件全玻璃封装，解决了封装体因湿热导致老化脱落的技术难题。术难题。术难题。

【技术实现步骤摘要】
一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器


[0001]本技术属于光纤光栅传感
，具体涉及一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器。

技术介绍

[0002]液位测量方法从早期的人工检尺法到现在的HTG法、压差式检测法、电容法、超声波检测法等，不断发展变化。在液位测量中，每种检测方法均存在不同的问题：人工检尺法、HTG法、超声波检测法测量精度较低，具有较大的测量误差。压差式检测法具有成本低、量程大、维护方便的优点，但对测量溶液要求较高。电容法测量液位时综合指标较好，但信号处理相对困难。相对于传统的液位传感器，光纤光栅液位传感器具有体积小、质量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰等优势，同时有效避免带电监测油箱液位的安全问题，可广泛应用于化学、食品、自动化工业生产及具有潜在危险的环境中。
[0003]光纤光栅液位传感器的组成包括光纤光栅元件、传感器基体、以及将光纤光栅元件粘贴在传感器基体上的封装体。目前传感器基体主要采用金属材料，封装体主要采用的是环氧树脂粘合剂。传感器基体浸泡在液体中，涉及的液体可能具有腐蚀性、有毒、甚至易燃、易爆，危及安全。
[0004]现有技术中存在的主要问题和缺陷包括：
[0005]虽然光纤光栅元件自身为玻璃材质，具有耐腐蚀、寿命长的优势，但由于传感器基体为金属材料，金属材料浸泡在液体中，易氧化生锈以及受腐蚀性影响，破坏基体的几何形状，导致自身的强度、塑性、韧性等力学性能降低，从而使光纤光栅传感器的性能参数发生改变而无法准确测量。除此之外，封装体采用环氧树脂，环氧树脂易老化脱落，导致光纤光栅元件的粘贴失效，严重影响了光纤光栅液位传感器的使用寿命。
[0006]因此，亟需提供一种新的设计方案，在保证传感器基体耐氧化生锈以及腐蚀性的同时，又能解决封装体因湿热导致老化脱落的技术难题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本技术提供了一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，不仅克服了传感器基体耐氧化生锈以及腐蚀性的问题，减少了机械零件连接的复杂过程，还实现了光纤光栅元件全玻璃封装，解决了封装体因湿热导致老化脱落的技术难题。
[0008]为此，本技术采用了以下技术方案：
[0009]一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，包括第一光纤、第一光纤光栅、第二光纤、第二光纤光栅、圆柱玻璃外壳、敏感玻璃筒、玻璃柱、密封玻璃块、玻璃滤网；所述第一光纤光栅固定在第一光纤上，所述第二光纤光栅固定在第二光纤上；所述圆柱玻璃外壳为中空的圆柱筒结构，所述敏感玻璃筒为上部开孔的圆筒状结构，位于圆柱玻璃外壳的内部，敏感玻璃筒的上端与圆柱玻璃外壳的上端固定在一起；所述第一光纤光栅嵌在敏感玻璃筒的
左侧面，所述玻璃柱位于敏感玻璃筒的内部中心位置，从敏感玻璃筒的上部开孔伸出筒外；所述第二光纤光栅嵌在玻璃柱的内部；所述密封玻璃块位于圆柱玻璃外壳的顶部中心，用于封闭顶部；所述玻璃滤网固定在圆柱玻璃外壳的下端，用于过滤被测液体中的杂质。
[0010]优选地，所述圆柱玻璃外壳的上下两端分别加工有上通孔和下开口；所述敏感玻璃筒的上端加工有出纤孔，内部加工有内部空腔；所述第一光纤的尾端从出纤孔引出，所述出纤孔与上通孔同心。
[0011]优选地，所述第二光纤的尾端从玻璃柱的上端引出，所述第二光纤光栅处于自由状态，用于为第一光纤光栅提供温度补偿。
[0012]优选地，所述玻璃柱的一部分在内部空腔内，一部分在上通孔外，第一光纤的尾端从上通孔引出；所述密封玻璃块与第一光纤、玻璃柱以及圆柱玻璃外壳形成同质的一体，使敏感玻璃筒构成一个完全密封的空间。
[0013]优选地，所述玻璃滤网装入下开口中，二者之间采用过盈配合。
[0014]优选地，所述第一光纤和第二光纤均为二氧化硅材质的玻璃光纤，所述第一光纤光栅和第二光纤光栅均采用相位掩膜法分别刻写于第一光纤和第二光纤的纤芯内。
[0015]优选地，所述圆柱玻璃外壳采用钢化玻璃，所述敏感玻璃筒采用弹性玻璃，所述玻璃柱、密封玻璃块和玻璃滤网均采用普通玻璃。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017](1)与现有的传感器基体相比，基体采用全玻璃制造，耐腐蚀无氧化，克服了因金属材料的氧化生锈，导致传感器基体结构发生改变而无法准确测量的缺陷。
[0018](2)与现有的光纤光栅液位传感器相比，整体结构采用全玻璃制造，与光纤光栅元件形成同质一体，光纤光栅得到了完好保护，完全避免了外界污秽等污染物的影响，同时也减少了机械零件连接的复杂过程，极大的提高了光纤光栅液位传感器在复杂环境下的测量精度和稳定性。
[0019](3)与现有的光纤光栅元件采用环氧树脂封装的技术相比，光纤光栅元件采用与其自身材质相同的玻璃封装，封装成为全玻璃体，耐腐蚀无老化，克服了因环氧树脂的老化带来的光纤光栅传感器参数改变、寿命缩短的缺陷。
附图说明
[0020]图1是本技术所提供的一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器的结构示意图。
[0021]图2是本技术所提供的一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器中圆柱玻璃外壳的结构示意图。
[0022]图3是本技术所提供的一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器中敏感玻璃筒的结构示意图。
[0023]附图标记说明：1、第一光纤；2、第一光纤光栅；3、第二光纤；4、第二光纤光栅；5、圆柱玻璃外壳；6、敏感玻璃筒；7、玻璃柱；8、密封玻璃块；9、玻璃滤网；10、被测液体；5
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1、上通孔；5
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2、下开口；6
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1、出纤孔；6
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2、内部空腔。
具体实施方式
[0024]下面结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0025]本技术公开了一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，包括
[0026]第一光纤1，为二氧化硅材质的玻璃光纤。
[0027]第一光纤光栅2，采用相位掩膜法刻写于第一光纤1的纤芯内。
[0028]第二光纤3，为二氧化硅材质的玻璃光纤。
[0029]第二光纤光栅4，采用相位掩膜法刻写于第二光纤3的纤芯内。
[0030]圆柱玻璃外壳5，为钢化玻璃，上下两端分别加工有上通孔5
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1和下开口5
‑
2。
[0031]敏感玻璃筒6，为弹性玻璃，第一光纤1固定在模具上，在高温条件下，将熔融状态下的玻璃倒入模具中，待冷却凝固后，玻璃溶液与第一光纤1形成同质的一体，第一光纤光栅2嵌在敏感玻璃筒6的左侧面，敏感玻璃筒6的上端加工有出纤孔6
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1，内部加工有内部空腔6
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2，第一光纤1的尾端从出纤孔6
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1引出，出纤孔6
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1与上通孔5
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1同心，敏感玻璃筒6的上端与圆柱玻璃外壳5的内腔通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，其特征在于：包括第一光纤(1)、第一光纤光栅(2)、第二光纤(3)、第二光纤光栅(4)、圆柱玻璃外壳(5)、敏感玻璃筒(6)、玻璃柱(7)、密封玻璃块(8)、玻璃滤网(9)；所述第一光纤光栅(2)固定在第一光纤(1)上，所述第二光纤光栅(4)固定在第二光纤(3)上；所述圆柱玻璃外壳(5)为中空的圆柱筒结构，所述敏感玻璃筒(6)为上部开孔的圆筒状结构，位于圆柱玻璃外壳(5)的内部，敏感玻璃筒(6)的上端与圆柱玻璃外壳(5)的上端固定在一起；所述第一光纤光栅(2)嵌在敏感玻璃筒(6)的左侧面，所述玻璃柱(7)位于敏感玻璃筒(6)的内部中心位置，从敏感玻璃筒(6)的上部开孔伸出筒外；所述第二光纤光栅(4)嵌在玻璃柱(7)的内部；所述密封玻璃块(8)位于圆柱玻璃外壳(5)的顶部中心，用于封闭顶部；所述玻璃滤网(9)固定在圆柱玻璃外壳(5)的下端，用于过滤被测液体(10)中的杂质。2.根据权利要求1所述的一种全玻璃制造的光纤光栅液位传感器，其特征在于：所述圆柱玻璃外壳(5)的上下两端分别加工有上通孔(5
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1)和下开口(5
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2)；所述敏感玻璃筒(6)的上端加工有出纤孔(6
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1)，内部加工有内部空腔(6
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2)；所述第一光纤(1)的尾端从出纤孔(6
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1)引出，所述出纤孔(6
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1)与上通孔(5
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡仲春，郭永兴，张健，马振珠，康荣学，
申请(专利权)人：胡仲春，
类型：新型
国别省市：