一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光纤传感技术领域，具体设及一种管道压力监测的光纤光栅压力传感 器。
【背景技术】
[0002] 压力管道表面应力应变状态是压力管道在风险状态下受力的综合表现，关系到压 力管道的力学安全。压力管道表面应变检测可W有效预防压力管道爆管事故的发生，目前 最常用的测试方法有人工千分尺检测方法、压力变送器法、电阻应变片检测方法和波纹膜 片测压力法等。人工千分尺检测方法的缺点在于无法实现实时在线检测，并且工序复杂，测 量效率低，测量误差大，严重影响测量精度，而压力变送器法、电阻应变片检测法测量精度 不高，且易受电磁干扰，不适用于易燃易爆的场合检测。波纹膜片压力表尽管具有一定的耐 腐蚀性，但是如果工程安装不当或监测过程受压过高，会大大降低波纹膜片的使用寿命。光 纤光栅传感器检测压力管道表面应变是一种全光传感、高精度、抗电磁干扰、本质安全W及 效率更高的技术手段，同时便于实现在线多点分布式检测。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服了现有管道压力光纤光栅传感器量程范围适 应性差、长期监测漂移等问题，提供了一种量程范围可灵活调整、'零漂移'的管道压力监测 的光纤光栅压力传感器。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
[0005] 一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件、位于压力传导器 件后端的感知压加、压力测试器件、密封壳体、固定结构和一根光纤（16)，光纤（16)上从 左至右依次刻有一个压力测试光栅（11)和一个温度补偿光栅（12)，其特征在于，一个压力 测试光栅通过玻璃焊料焊接在第一光栅固定键和第二光栅固定键之间，一个温度补偿光栅 通过玻璃焊料焊接在第二光栅固定键和第=光栅固定键之间，第一光栅固定键的一端通过 螺纹旋钮固定在压力传导器件上，第一光栅固定键的另一端通过1号螺钉鼎丝固定在压力 测试器件上，压力测试器件与第二光栅固定键通过2号螺钉鼎丝固定，压力测试器件与第 =光栅固定键通过3号螺钉鼎丝固定，压力传导器件前端有与压力传导器件一体加工成形 的金属材质的T型膜片，压力传导器件前端的T型膜片穿过压力测试器件后端的空腔与固 定在压力测试器件上的压力测试光栅相接触，压力传导器件的前端与压力测试器件的后端 通过胶粘固定在一起，密封壳体后端的内螺纹与压力传导器件中段的外螺纹对接从而将压 力测试器件密封在密封壳体中，密封壳体前端的外螺纹与固定装置后端的内螺纹对接，固 定装置前端的出纤处通过M3固定堵头封闭并用防水胶密封。
[0006] 与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0007] 1.光纤光栅制作管道压力传感器，虽然克服了传统压力传感器无法在线监测、精 度低、易受电磁干扰、易腐蚀等缺点。但是一般的光纤光栅压力传感器结构比较复杂，对于 不同管道压力量程的应用并不合适，往往要根据管道压力范围更换大批传感器，增加了制 作成本、延长了施工工期。本发明在保证测量精度的前提下，仅仅通过改变压力传导器件1 的膜片厚度就能实现所有压力量程下管道的压力测量。压力传导器件1前端为M20X1. 5 外螺纹，尺寸为大部分测压环境下的标准螺纹尺寸，方便于安装，通过螺纹对接将压力传递 至直径12mm的压力膜片上，最终将压力膜片的中屯、提度变化转变为压缩光纤光栅，达到测 试效果。利用压力越大和中屯、提度变化越大的关系，仅仅通过改变压力膜片的厚度来保证 压力和中屯、提度固定关系，从而保证压缩光栅的一致性，从而保证产品在各个压力量程下 的通用性。
[000引 2.管道压力测试，往往是将传感器埋入地下，参数漂移是影响管道压力长期监测 的重要因素。由于普通光纤光栅传感器常用有氧胶封装，该一固定的方法由于胶体蠕变的 原因，对该一拉伸受力状态保持稳定性的影响非常大，只能采用校准和补偿的方法消除，但 是由于使用环境的差异导致蠕变的速度并不相同，所W校准和补偿的难度大，精度低。本发 明采用无氧胶焊接的方式固定光纤光栅，大幅度提高产品的长期稳定性。为了保证稳定的 波长反射系数，制作过程中需要先对压力测试光栅11 (即'0'状态是压力测试光栅11拉伸 的状态），光栅始终处于拉伸受力的状态。通过无氧胶焊接的方式（玻璃焊料焊接）代替有 氧胶封装的方式，通过长期实验证明对蠕变有较大的改进。
【附图说明】
[0009] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：
[0010] 图1为本发明所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器的结构示意图。
[0011] 图2为本发明所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器的连接关系示意 图。
[0012] 图3为本发明所述的一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器采用无氧胶焊接 的方式一年的蠕变测试曲线与现有技术中采用有氧胶封装方式的传感器一年的蠕变测试 曲线对比图。
[0013] 图中：1、压力传导器件，2、压力测试器件，3、2号螺钉顶丝，4、密封壳体，5、固定结 构，6、1号螺钉顶丝，7、第一光栅固定键，8、第二光栅固定键，9、第=光栅固定键，10、感知压 加，11、压力测试光栅，12、温度补偿光栅，13、3号螺钉顶丝，14、M3固定堵头，15、T型膜 片，16、光纤。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本发明作详细的描述：
[0015] 参阅图1及图2, 一种管道压力监测的光纤光栅压力传感器，包括压力传导器件1、 位于压力传导器件1后端的感知压加 10、压力测试器件2、密封壳体4、固定结构5和一 根光纤（16)，光纤（16)上从左至右依次刻有一个压力测试光栅（11)和