专利名称：光栅水压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用在安全监测领域的观测仪器，特别涉及一种光栅水压力 传感器。
背景技术：
光纤光栅简称FBG传感器是20世纪90年代光纤传感领域最主要的发明，它是以 FBG为核心器件而产生的传感器产品，而FBG是一种光纤无源器件，具有可靠性好、测量精 度高、能够进行时时监测、抗电磁干扰、抗雷击等优点。因此目前在石油行业、电力行业、矿 业及建筑结构安全监测等领域，主要利用光纤光栅传感器替代老式的电信号传感器。现有的光纤光栅渗压计，主要是将张拉好的光纤光栅通过高频加热的方法把光栅 直接固定在相对活动的结构件的两端，通过膜片的受力变化改变两相对活动件间的拉紧情 况。由于是变形直接作用在光栅上，悬空的光栅非常脆弱，轻微的剪力都可以造成光栅的断 裂，从而造成传感器的损坏，从而影响了产品的可靠性。
实用新型内容为了解决现有技术中的光栅水压力传感器受结构限制，存在的可靠性差的问题， 本实用新型实施例提供了一种光栅水压力传感器。所述技术方案如下一种光栅水压力传感器，包括套接的光栅保护管和外筒，嵌入所述外筒前端的透 水座，嵌入所述透水座内部的透水石，连接在所述光栅保护管前端及所述外筒内壁上的机 芯座，设于所述机芯座前端的膜片，插入所述光栅保护管及所述外筒后端的后塞，插入所述 后塞内的铠装接头，以及插入所述铠装接头内的铠装光缆，所述膜片与所述机芯座之间连 接着应变框，所述应变框上粘贴着光栅，所述光栅通过光纤与铠装光缆相连。具体地，所述膜片与所述应变框通过螺纹连接。具体地，所述应变框与所述机芯座通过螺纹连接，并通过螺母紧固。进一步地，为了保护外露的铠装接头和铠装光缆，所述铠装接头与所述铠装光缆 中露出所述后塞的部分套接着橡胶套。本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是相比现有技术，本实用新型通 过光栅直接附着在应变框上，解决了现有技术中悬空放置光栅时带来的传感器不稳定的问 题，因此本实用新型能够非常有效的提高该产品的可靠性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图 作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例所述光栅水压力传感器的整体结构剖视图；图2是图1顺时针旋转90度后的剖视图。[0013]附图中，各标号所代表的组件列表如下1透水石，2透水座，3外筒，4膜片，50型圈，6光栅保护管，7光栅，8应变框，9机芯 座，10螺母，11环氧树脂，12后塞，13橡胶套，14铠装光缆，15铠装接头，16卡环，17焊接。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本实用新型所述的光栅水压力传感器，包括套接的光栅保护管6和 外筒3，嵌入所述外筒3前端的透水座2，嵌入所述透水座2内部的透水石1，连接在所述光 栅保护管6前端及所述外筒3内壁上的机芯座9，设于所述机芯座9前端的膜片4，插入所 述光栅保护管6及所述外筒3后端的后塞12 (可参见图2、，插入所述后塞12内的铠装接 头15，以及插入所述铠装接头15内的铠装光缆14。所述膜片4与所述机芯座9之间连接 着应变框8，所述应变框8上粘贴着光栅，所述光栅通过光纤与铠装光缆14相连。具体地，本例中，所述膜片4与所述应变框8优选通过螺纹连接。具体地，本例中，所述应变框8与所述机芯座9优选通过螺纹连接，并优选通过螺 母10紧固。进一步地，为了保护外露的铠装接头15和铠装光缆14，所述铠装接头15与所述铠 装光缆14中露出所述后塞12的部分套接着橡胶套13。本实用新型实施例的组装过程参见图1所示，1. 1透水石1直接压入透水座2，在透水座2上的0型圈5槽上套好0型圈5。1. 2将膜片4与应变框8通过螺纹连接后在接缝处用焊接17方式，焊接牢固。1. 3将焊接好的膜片4与应变框8穿入机芯座9，应变框8尾部的螺杆穿过机芯座 9尾端的圆孔，并在螺杆穿出处拧上一个螺母10，用焊接17的方式将膜片4与机芯座9的 连接处焊接牢靠。1. 4将刻好的光栅7的光纤用胶粘在应变框8上。通过调节螺母10将应变框8与 膜片4张紧，将螺母10与应变框8及机芯座9用焊接17的方式并焊牢，此端就为应变框8 的定点，膜片4与应变框8的连接端为应变框8的动点。1. 5将光栅保护管6与后塞12采用焊接17的方式焊接在一起，在把焊好的光栅保 护管6与后塞12用焊接17的方式的方式焊接在调整完的机芯座9上，并将光纤尾端从后 塞12上的小孔穿出来。1. 6将铠装光缆14 一端卡上卡环16，在铠装光缆14的另一端套上铠装接头15，拉 紧后用液压钳将铠装接头15与铠装光缆14压接在一起，再套上橡胶套13进行保护，同时 还起到装饰作用。1. 7将甩出的光纤穿入铠装光缆14，通过螺纹将压好的铠装接头15固定在后塞12 上，这个整体组成了传感器机芯。1. 8在装好的传感器机芯的膜片4端的两个0型圈槽上装好0型圈5，在把传感器 机芯通入外筒3。将传感器机芯的后塞12处于外筒3间形成了一个环形空腔，在空腔内塞 入一个0型圈5，顶到底端在灌上环氧树脂11将空腔填满。1. 9将准备好的透水座2压入膜片4端的外筒3内。[0030]本实用新型实施例的工作原理如图1所示，水通过透水石1渗透到透水座2与外 筒3及传感器机芯所组成的空腔内，透水石1外部的水压力逐步增加致使空腔内的水压力 增加，这样水压会挤压膜片4使膜片4内凹发生挠度变化，带动接在膜片4端的应变框8的 动端发生变化，从而使应变框8发生压缩变形，在引起粘接在应变框8上的光栅7发生波长 变化，再通过光纤将光信号传输出来，经过解调仪将信号解调出来，从而得到压力变化值。本实用新型通过光栅直接附着在应变框上，解决了现有技术中悬空放置光栅时带 来的传感器不稳定的问题，因此本实用新型能够非常有效的提高该产品的可靠性。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求1.一种光栅水压力传感器，包括套接的光栅保护管和外筒，嵌入所述外筒前端的透水 座，嵌入所述透水座内部的透水石，连接在所述光栅保护管前端及所述外筒内壁上的机芯 座，设于所述机芯座前端的膜片，插入所述光栅保护管及所述外筒后端的后塞，插入所述后 塞内的铠装接头，以及插入所述铠装接头内的铠装光缆，其特征在于，所述膜片与所述机芯 座之间连接着应变框，所述应变框上粘贴着光栅，所述光栅通过光纤与铠装光缆相连。
2.如权利要求1所述的光栅水压力传感器，其特征在于，所述膜片与所述应变框通过 螺纹连接。
3.如权利要求1所述的光栅水压力传感器，其特征在于，所述应变框与所述机芯座通 过螺纹连接，并通过螺母紧固。
4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的光栅水压力传感器，其特征在于，所述铠装 接头与所述铠装光缆中露出所述后塞的部分套接着橡胶套。
专利摘要本实用新型公开了一种光栅水压力传感器，属于安全监测领域。一种光栅水压力传感器，包括套接的光栅保护管和外筒，嵌入所述外筒前端的透水座，嵌入所述透水座内部的透水石，连接在所述光栅保护管前端及所述外筒内壁上的机芯座，设于所述机芯座前端的膜片，插入所述光栅保护管及所述外筒后端的后塞，插入所述后塞内的铠装接头，以及插入所述铠装接头内的铠装光缆，所述膜片与所述机芯座之间连接着应变框，所述应变框上粘贴着光栅，所述光栅通过光纤与铠装光缆相连。本实用新型通过光栅直接附着在应变框上，解决了现有技术中悬空放置光栅时带来的传感器不稳定的问题，因此本实用新型能够非常有效的提高该产品的可靠性。
文档编号G01L11/02GK201903426SQ20102065583
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者李涛, 郭玉田 申请人:北京基康科技有限公司