一种基于光纤光栅的压强传感器及压强检测方法与流程

文档序号:33193443发布日期:2023-02-04 09:48阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,包括:压强传感器主体,所述压强传感器主体为底部封闭且顶部设有开口的腔体;压强感知薄膜,所述压强感知薄膜蒙设在所述压强传感器主体的顶部开口上,以封闭所述顶部开口;所述压强感知薄膜随所述压强传感器主体中腔体内外的压强差发生形变,当所述腔体内压高于外压时所述压强感知薄膜向外凸起,当所述腔体内压低于于外压时所述压强感知薄膜向内凹陷;保持所述压强感知薄膜在不发生形变的情况下,在所述压强传感器主体和所述压强感知薄膜内部填充预设介质,并记录内部压强为预设标准压强;光纤光栅传感器,沿径向粘贴设置在所述压强感知薄膜上,所述光纤光栅传感器的光栅设置在所述压强感知薄膜的中心;所述压强感知薄膜受外部压强的变化发生凸起或凹陷,导致所述压强感知薄膜表面应力变化,所述光纤光栅传感器将所述应力变化转化为布拉格波长变化,以通过检测反射光的波长确定布拉格波长,并根据所述布拉格波长的变化量和所述预设标准压强计算对应的检测压强值。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,所述压强传感器主体由不锈钢材料制作而成,所述压强传感器主体的不锈钢腔体壁厚大于等于5mm。3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,当测量气体压强时,所述压强传感器主体内填充惰性气体,所述惰性气体为氦气或氩气。4.根据权利要求3所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,当测量液体压强时,所述压强传感器主体内填充去离子水。5.根据权利要求4所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,当测量的液体为油时,所述压强传感器主体内填充煤油。6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,所述压强感知薄膜采用纯钛、tc4钛合金或铍青铜制成。7.根据权利要求8所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,所述压强感知薄膜为聚酰亚胺薄膜。8.根据权利要求9所述的基于光纤光栅的压强传感器,其特征在于,所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.3-1mm。9.一种采用权利要求1至8任意一项所述基于光纤光栅的压强传感器的压强检测方法,其特征在于,所述方法包括:获取关于传感器标准内部压强、各预设标准压强及各预设标准压强对应的布拉格波长变化量的标准压强函数;将所述基于光纤光栅的压强传感器置于待测环境中,并检测得到待测布拉格波长变化量,将所述待测布拉格波长变化量代入所述标准压强函数计算得到待测环境的压强。10.根据权利要求9所述的压强检测方法,其特征在于,获取关于传感器标准内部压强、各预设标准压强及各预设标准压强对应的布拉格波长变化量的标准压强函数之前,还包括:将所述基于光纤光栅的压强传感器置于多个预设标准压强环境下,并分别检测各预设标准压强对应的布拉格波长变化量;获取所述基于光纤光栅的压强传感器中,压强感知薄膜不发生形变时内部的传感器标
准内部压强;根据所述传感器标准内部压强、各预设标准压强的压强值及各预设标准压强对应的布拉格波长变化量拟合得到标准压强函数。

技术总结
本发明提供一种基于光纤光栅的压强传感器及压强检测方法,所述传感器包括:压强传感器主体,压强传感器主体为底部封闭且顶部设有开口;压强感知薄膜,压强感知薄膜蒙设在压强传感器主体的顶部开口上;压强感知薄膜随压强传感器主体中腔体内外的压强差发生形变;光纤光栅传感器,沿径向粘贴设置在压强感知薄膜上,光纤光栅传感器的光栅设置在压强感知薄膜的中心。所述压强检测方法将压强传感器置于待测环境中,检测得到待测布拉格波长变化量,将待测布拉格波长变化量代入标准压强函数计算得到待测环境的压强。本发明在测量压强时能够不受环境因素影响,同时测量的结果更精准。同时测量的结果更精准。同时测量的结果更精准。


技术研发人员:周瑞 翟桐 杨方
受保护的技术使用者:北京精诚恒创科技有限公司
技术研发日:2022.11.04
技术公布日:2023/2/3
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