一种光纤光栅液压传感器

1.一种光纤光栅液压传感器，其特征在于：其包括外壳；压力传递空心囊，置于所述外壳外部，包括囊体和置于所述囊体内的填充物，所述囊体上开设有囊体开口；压力传输装置，固定于所述外壳内部，包括开口端和可移动自由端，所述开口端与所述囊体开口密封连接；光纤光栅应变装置，一端与所述压力传输装置的可移动自由端连接，另一端固定于所述外壳内部。
2.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述可移动自由端与光纤光栅应变装置通过刚性连杆连接，所述刚性连杆分别与所述可移动自由端的移动方向和所述光线光栅应变装置的形变方向垂直。
3.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述传感器还包括静压释放孔。
4.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述压力传递空心囊采用弹性高分子材料制成。
5.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述压力传递空心囊的形状为球形、椭圆形或带波纹球形。
6.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述填充物为气体或液体。
7.如权利要求1所述的光纤光栅液压传感器，其特征在于：所述压力传输装置为活塞式压力增减敏装置或弹簧管。

一种光纤光栅液压传感器 \n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种液压传感装器，尤其涉及一种光纤光栅液压传感器。 背景技术\n[0002] 目前在隧道、堤坝、储油罐、管道、煤矿、油田及孔隙水压力的测量中，基本采用传统的电类渗压计方法，这种方式主要是检测压力敏感元件随被测压力变化而相应产生的变形，压力敏感元件变形后会引起电压、电阻或是电容等相关电量的变化，通过检测相关的电信号就能得到相应的压力值。 \n[0003] 此电类渗压计测量精度低，体积大，防水性能差，寿命短，容易放电，易受电磁干扰，这些限制了电类渗压计在相关工程领域的广泛应用。比如在易燃易爆的储油罐等石油化工领域，传统的电类渗压计在使用中，可能产生放电现象，以致引起爆炸事故，这存在极大的安全隐患。在堤坝和管道的测量中，由于检测环境多变和恶劣，而电类渗压计装置存在电信号和电子器件，很容易受外界环境的影响，尤其是雷电对电信号的干扰作用很大，这严重影响了测量精度。 \n发明内容\n[0004] 本实用新型专利针对上述现有技术中的不足，提出了一种光纤光栅液压传感器，采用该液压传感器检测液体压力，具有抗电磁干扰、电绝缘性好等优点。 [0005] 为解决以上技术问题，本实用新型提供如下技术方案。 \n[0006] 本实用新型的光纤光栅液压传感器，其包括外壳；压力传递空心囊，置于所述外壳外部，包括囊体和置于所述囊体内的填充物，所述囊体上开设有囊体开口；压力传输装置，固定于所述外壳内部，包括开口端和可移动自由端，所述开口端与所述囊体开口密封连接；\n光纤光栅应变装置，一端与所述压力传输装置的可移动自由端连接，另一端固定于所述外壳内部。 \n[0007] 优选的，所述可移动自由端与光纤光栅应变装置通过刚性连杆连接，所述刚性连杆分别与所述可移动自由端的移动方向和所述光线光栅应变装置的形变方向垂直。 [0008] 优选的，所述传感器还包括静压释放孔。 \n[0009] 优选的，所述压力传递空心囊采用弹性高分子材料制成。 \n[0010] 优选的，所述压力传递空心囊的形状为球形、椭圆形或带波纹球形。 [0011] 优选的，所述填充物为气体或液体。 \n[0012] 优选的，所述压力传输装置为活塞式压力增减敏装置或弹簧管。 [0013] 本实用新型的液压传感器与传统的电类液压传感器相比，具有如下优点：(1)抗电磁干扰性能好：一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响； (2)电绝缘性能好，适用范围广，安全可靠：光纤本身是由电介质构成的，而且无需电源驱动，因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用；(3)耐腐蚀，化学性能稳定好：由于制作光纤的材料石英具有极高的化学稳定性，因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用；(4)可远距离监测：:光纤传输损耗小，可实现远距离遥控监测。 [0014] 【附图说明】 \n[0015] 图1 为本实用新型第一种具体实施方式的示意图。\n[0016] 【具体实施方式】 \n[0017] 下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。\n[0018] 如图1所示，为本实用新型的光纤光栅液压传感器的一种具体实施方式，其包括外壳1，压力传递空心囊2，活塞式压力增减敏3，光纤光栅应变装置4，刚性连杆5及静压释放孔6。 \n[0019] 外壳1为刚性材料制成，主要用于保证置于其中的活塞式压力增减敏3，光纤光栅应变装置4和刚性连杆5处于稳定的测量环境中，不受外界干扰。 \n[0020] 压力传递空心囊2包括囊体21及置于囊体内部的填充物22，在囊体21上开设有囊体开口（图中未标示）。 \n[0021] 囊体21可以是以弹性高分子材料制成的空心囊也可以是金属薄壁制成的空心囊，具体不做限制，由于弹性高分子材料具有优异的恢复能力，优选的是以弹性高分子材料制成的空心囊， 所述弹性高分子材料可选用丁晴橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等合成橡胶或天然橡胶等；囊体全部或者部分置于壳体1的外部，用于感受外界液体压力；囊体21可根据具体的测量环境不同，设计为球形、椭圆形或带波纹球形等形状。 [0022] 内部填充物22可以是气体或者液体，具体不做限制。 \n[0023] 活塞式压力增减敏3包括开口端（图中未标示）和可移动自由端31，,开口端与囊体开口密封连接，囊体21在受到外界压力时，内部填充物通过开口端流向可移动自由端\n31，对可移动自由端31施加作用力，使其产生位移，活塞式压力增减敏3可用弹簧管替换，也可实现将囊体承受的压力转变机械位移的效果，将两者统称为压力传输装置。 [0024] 光纤光栅应变装置4为其上设置有光栅的光纤，其一端通过刚性连杆5与可移动自由端31连接，优选如图1所示的，刚性连杆5分别垂直于可移动自由端31的移动方向和所述光线光栅应变装置的形变方向，这样既符合光纤的受力性能，又能使刚性连杆5的下端起到固定光纤的作用，减少了等强度悬梁臂的使用。 \n[0025] 静压释放孔6为在外壳1上开设的一个通气孔，使可移动自由端31移动时的阻力压强和外界压强保持一致，克服可移动自由端31对动态压力存在响应迟缓的问题。 [0026] 本实用新型工作原理：外界液体挤压囊体21外表面，囊体21内部的填充物质22在挤压力的作用下，经囊体开口和开口端进入活塞式压力增减敏装置3，在填充物22压力作用下，活塞式压力增减敏装置 3内的可移动自由端31产生位移，该位移其产生的作用力通过刚性连杆5作用到光纤光栅应变装置4上，使其产生应变改变，从而带动光栅波长变化，被感知的波长变化信号送到远端的光纤光栅信号解调仪，经光电信号的转换，最终实现渗压力的转换。 \n[0027] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。。