专利名称：双膜片光纤差压传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于检测压力差的光纤传感器，属于光纤技术领域。
强度反射型光纤压力传感器因其工作原理简单、制作方便而得到人们的重视。但是，现有技术中的该种传感器大都采用单个传感元结构，而且传感元中的膜片通常采用平膜片，因而使传感器的灵敏度和稳定度很难提高，限制了这种传感器的应用。
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高灵敏度和高稳定度的光纤差压传感器。
本实用新型由光源、光纤和传感元组成，其特点是传感元采用两个相同结构的压力传感元，共用一个光源，光纤采用W型光纤束，即由内含相同光纤丝的四根导光束两两相拼而成。为了提高传感器的灵敏度，压力传感元中的膜片可采用波纹膜片。
本实用新型采用波纹膜片，提高了传感器的灵敏度，在具有相同工作半径和受压相同的情况下，波纹膜片的中心位移比平膜片的位移要高出约一个数量级；由于采用共光源、双膜片结构，它可以补偿或抵消光源波动、膜片温漂及反射膜老化等带来的误差，保证了传感器的稳定性，在室温下能稳定、可靠地长期连续工作，能在易燃、易爆和强电磁干扰等恶劣环境中使用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的传感元结构示意图。
本实用新型可采用附图所示的方案实现。如图1所示，两个相同结构的传感元(1)和(2)通过W型光纤束与检测器(3)和(4)及光源(5)相连接，W型光纤束由光纤束f1、f2、f3和f4两两相拼而成。在传感元(1)和(2)内分别设置压力膜片A和B，膜片与光纤束相对应的一侧涂覆一层高反射膜。在外来压力作用下，膜片中心沿光纤轴向产生移动，使得通过膜片反射后进入输出光纤的光强发生变化，通过检测器得到的光强变化而确定外来压力的变化。光的耦合效率可以通过改变膜片与光纤端面的距离d来调整。在测量压差时，光源(5)发出的光功率分别送入光纤束f2和f3，在膜片A和B处又分别反射至光纤束f1和f4，当两膜片承受不同压力时，进入f1和f4的光强不同，测出其光强差，则可知压差，而光源波动、膜片温漂及反射膜老化等带来的误差则可通过差分消去。膜片采用大中心挠度的波纹膜片，例如采用圆弧形波纹膜片，膜片的参数可根据传感器的灵敏度来确定。传感元可采用如图2所示的结构，由传感元外壳(6)、波纹膜片(7)、压紧螺母(8)、密封O型橡胶圈(9)和法兰盘(10)等构成，P表示外压力，箭头表示外压力的方向，采用电子束或激光焊接技术将膜片密封在传感元外壳内。从实用化的角度出发，光源可采用长寿命、出射光强稳定、体积小、可在室温下连续长期工作的发光器件，一般可采用发光二极管，例如 BT401A发光二极管。检测器(3)可采用普通的光检测器。
权利要求1.一种用于检测压力差的光纤传感器，由光源、光纤和传感元组成，其特征在于传感元采用两个相同结构的压力传感元，共用一个光源，光纤采用W型光纤束，即由内含相同光纤丝的四根导光束两两相拼而成。
2.根据权利要求1所述的光纤传感器，其特征在于压力传感元中的膜片采用波纹膜片。
3.根据权利要求1或2所述的光纤传感器，其特征在于光源采用发光二极管。
4.根据权利要求1或2所述的光纤传感器，其特征在于膜片与光纤束相对应的一侧涂覆一层高反射膜。
专利摘要双膜片光纤差压传感器是一种用于检测压力差的光纤传感器，由光源、光纤和压力传感元组成，压力传感元采用两个相同结构的传感元，光纤采用W型光纤束，即由内含相同光纤丝的四根导光束两两相拼而成，压力传感元中的膜片采用波纹膜片。本实用新型具有灵敏度和稳定度高等优点，在室温下能稳定而可靠地长期连续工作，能在易燃、易爆和强电磁干扰等恶劣环境中使用。
文档编号G01L13/00GK2088248SQ9022588
公开日1991年11月6日 申请日期1990年12月21日 优先权日1990年12月21日
发明者孙小菡, 张明德, 万遂人, 王树华 申请人:东南大学