專利名稱：膜片式光纖壓強傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖傳感器技術領域，尤其涉及 一 種 膜片式光纖壓強傳感器。
背景技術：
光纖傳感器與對應的常規(guī)傳感器相比，在靈敏度、
動態(tài)范圍、可靠性等方面具有明顯的優(yōu)勢，在建筑、
石油、軍事應用領域顯得尤為突出,
光纖壓強傳感器是利用光纖的傳光特性以及它與
周圍環(huán)境相互作用產(chǎn)生的種種調(diào)制效應，探測周圍環(huán)
境壓強的儀器。它與傳統(tǒng)的壓強傳感器相比，有以下
主要優(yōu)勢壓強靈敏度高、不受電磁干擾、重里輕、
耐高溫、結(jié)構(gòu)小巧、可靠型高，以及兼具信息傳感及
光信息傳輸于一身等優(yōu)點。
鑒于光纖壓強傳感器的如上技術優(yōu)勢，可滿足各
發(fā)達國家在石油、軍事等領域的要求，目前己經(jīng)在此
方面積極展開研究。
在常見的強度調(diào)制型、數(shù)字式、光纖光柵式光纖 壓強傳感器中，光纖光柵式光纖壓強傳感器是目前的 主要研究方向。
傅海威等人報道了一種光纖光柵壓力傳感器，是 采用在將光纖光柵粘接在圓形膜片上進行增敏的辦
法，通過圓片在周向上的應變來帶動光纖光柵產(chǎn)生
應變，從而檢測壓強這樣制作的光纖壓強傳感器的
受到封裝工藝的影響比較大膠層不均勻會使光纖受
力不均勻，易產(chǎn)生啁啾;傳感器的靈敏度不易調(diào)整，
并且對于溫度的變化較為敏感
因此，如何減小封裝難度，方便的控制傳感器的
靈敏度，同時消除溫度敏感是光纖壓強傳感器走向?qū)?br> 用化必需，決的重要技術之—。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要巨的在于提供一種光纖
壓強傳感器，以減小光纖壓強傳感器的封裝工藝難度， 方便的控制傳感器的靈敏度，并進行溫度補償。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)
的-
本發(fā)明一種膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于， 包括
一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強傳感器的主體， 該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；
—^膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐
筒的下端；
光纖光恤 棚，該光纖光柵固定在膜片的上面，該
光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；
端蓋，該端蘭 皿蓋合于支撐筒的上面；
溫度補償光纖光柵，該溫度補償光纖光柵固定
在端蓋的下面，該溫度補償光纖光柵的尾纖穿過支撐
筒側(cè)J壁上的一圓孔
其中所述的光纖光柵是粘接固定于膜片的上面。
其中所述的膜片的上面固定有第一凸臺和笛 —凸
臺，所述的光纖光艦 微的兩端是粘接固定亍第—凸臺和
第—凸臺上。
其中所述的支撐筒側(cè)壁上的圓孔處進一步安裝兩
圓柱形接頭，用于引出光纖光柵和溫度補償光纖光艦 挪
的尾纖。
其中所述的膜片與支撐筒為分體結(jié)構(gòu)或為一體結(jié)構(gòu)。
其中所述的端蓋與支撐筒通過螺栓固定或粘接固定。
其中所述的支撐筒與端蓋聯(lián)接處以及圓柱型接頭 內(nèi)涂有高強度密封膠，使支撐筒內(nèi)部構(gòu)成密閉的空氣 腔。
其中所述的端蓋與支撐筒的材料的熱膨脹系數(shù)相同。
本發(fā)明的有益效果是
從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益 效果
1 、工藝簡單。通過將光纖光柵粘接于凸臺和金 屬表面進行壓強檢測和溫度補償減小了工藝難度，使 得工藝 一 致性易于保證。
2 、可靠性高，重復性好。用于檢測壓強的光纖 光柵粘接于膜片上的兩凸臺上，避免了對光纖光柵的 直接粘接，消除了啁啾效應。
3、聲壓靈敏度便于控制。可以通過調(diào)節(jié)兩凸臺 之間的距離、膜片的厚度、半徑等幾何參數(shù)或者彈性 模量等材料參數(shù)等來調(diào)節(jié)光纖壓強傳感器的靈敏度。
4、消除了外界溫度變化的影響o 通過溫度補償
光纖光樹進行了溫度補償，使傳感器因外界溫度變化
引起的偏差被剔除掉


為進—步說明本發(fā)明的
實施例及附圖詳細說明如后
圖1為本發(fā)明的膜片式
面不意目
圖2為本發(fā)明另一實施
具體技術內(nèi)容，以下結(jié)合
，其中
光纖壓強傳感器的結(jié)構(gòu)剖 例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、
白，以下結(jié)合具體實施例一步詳細說明
如圖1所示，圖I為
強傳感器的結(jié)構(gòu)剖面示意
支撐筒10該支撐筒1
該支撐筒10為一筒狀，
孔11 ;—膜片20 ，該
底部，以封閉支撐筒10
技術方案和優(yōu)點更加清楚明 ，并參照附圖，對本發(fā)明進
本發(fā)明提供的膜片式光纖壓
圖。該壓強傳感器包括--0為光纖壓強傳感器的主體， 其下端側(cè)壁的同軸處開有圓
膜片2 0位于支撐筒1 0的 的下端，該膜片2 0的上面固定有第—凸臺2 l和第二凸臺2 2;--光纖兀娜4
0 ， 該光纖光柵4 0固定在膜片2 O的上面，該光纖光柵40的尾纖穿過支撐筒1 0側(cè)壁上的圓孔i i;
端蓋30，該端蓋3 0蓋合于支撐筒1 0的上面
一溫度補償光纖光柵5 0 ，該溫度補償光纖光柵50
固定在端蓋3 0的下面，該溫度補償光纖光孤 挪5 0的
尾纖穿過支撐筒1 0側(cè)壁上的 一 圓孔1 1 。
膜片2 0的上面固定有第一凸臺2 l和第二凸臺
2 2 ，所述的光纖光柵4 O的兩端是粘接固定于第一
凸臺2和第二凸臺2 2上。
支撐筒1 0側(cè)壁上的圓孔1 1處進 一 步安裝—圓
柱形接頭1 3，用于引出光纖光柵4 O和溫度補償光
纖光柵50的尾纖。
膜片2 0與支撐筒1 O為分體結(jié)構(gòu)或為—體結(jié)構(gòu)。
端蓋3 0與支撐筒1 O通過螺栓固定或粘接固定。
支撐筒l 0與端蓋3 O聯(lián)接處以及圓柱型接頭i
3內(nèi)涂有高強度密封膠，使支撐筒i o內(nèi)部構(gòu)成密閉
的空氣腔。端蓋3 0與支撐筒1 0的側(cè)壁具有足夠的
剛度抵抗外界的壓強，膜片2 O的厚度一般遠遠小于
支撐筒工0側(cè)壁的厚度，因而對外界壓強敏感，作為
傳感元件。
當外界有壓強作用于傳感器上時，膜片20發(fā)生
形變，向內(nèi)彎曲，第凸臺2 1與第二凸臺22之間
的距離發(fā)生改變，帶動粘接在其上的光纖光柵40產(chǎn)
生拉應變，從而引起光柵反射波長的變化。對于光纖
業(yè)恤 兀w，其反射波長的變化量與所受應變成正比，故通
過檢測波長的變化可以得到外界壓強的大小。
對于相同大小的外界壓強，第 一 凸臺2 1和笛 — ---
凸臺22之間的距離不同時，在光纖光柵上產(chǎn)生的應
變也不同，因此可以通過調(diào)整第一凸臺2 l和第二凸
臺22之間的距離來改變光纖壓強傳感器的靈！致度。
端蓋3 0與支撐筒1 0采用熱膨脹系數(shù)相同的材
料制作，當外界的溫度發(fā)生變化時，由于溫度變化引
起的光纖光柵反射波長的變化對于傳感光纖光柳 微4 0
和溫度補償光纖光柳50是相同的，故可以通過相減
消除溫度變化的影響。
同時，可以通過調(diào)節(jié)膜片2 0的厚度、半徑等幾
何參.似， 數(shù)或者彈性模且 里等材料參數(shù)等來調(diào)節(jié)光纖壓強傳
感器的靈敏度。
請參閱圖2 ，為本發(fā)明另 一 實施例的結(jié)構(gòu)剖面示
意圖其中該實施例與圖1所示實施例的結(jié)構(gòu)基本相
同，不同之處在于，其中的傳感光纖光柵4 0'直接粘
接固定在膜片2 0上。該實 施例的目的。
以上所述的具體實施例 方案和有益效果進行了進一 是，以上所述僅為本發(fā)明的 于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明 的任何修改、等同替換、改 的保護范圍之內(nèi)。
施例同樣可以達到刖—實
，對本發(fā)明的巨的、技術
步詳細說明，所應理解的
具體實施例而已，并不用
的精神和原則之內(nèi)所做
進等，均應包含在本發(fā)明
權(quán)利要求
1. 一種膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強傳感器的主體，該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；一膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐筒的下端；一光纖光柵，該光纖光柵固定在膜片的上面，該光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；一端蓋，該端蓋蓋合于支撐筒的上面；一溫度補償光纖光柵，該溫度補償光纖光柵固定在端蓋的下面，該溫度補償光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的一圓孔。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳器，其特征在于，其中所述的光纖光做是粘接固定膜片的上面。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳器，其特征在于，其中所述的膜片的上面固定有第凸臺和第二凸臺，所述的光纖光柳 做的兩端是粘接固于第一凸臺和第二凸臺上
4 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，其中所述的支撐筒側(cè)壁上的圓孔處進—步安裝兩圓柱形接頭，用于引出光纖光微和溫度補償光纖業(yè)孤 兀娜的尾纖
5 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，其中所述的膜片與支撐筒為分體結(jié)構(gòu)或為一體結(jié)構(gòu)。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，其中所述的端蓋與支撐筒通過螺栓固定或粘接固定。
7 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，其中所述的支撐筒與端生聯(lián)接處以及圓柱型接頭內(nèi)涂有高強度密封膠，使支撐筒內(nèi)部構(gòu)成密閉的空氣腔。
8 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，其中所述的端蘭 皿與支撐筒的材料的擲膨脹系數(shù)相同。
全文摘要
一種膜片式光纖壓強傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強傳感器的主體，該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；一膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐筒的下端；一光纖光柵，該光纖光柵固定在膜片的上面，該光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；一端蓋，該端蓋蓋合于支撐筒的上面；一溫度補償光纖光柵，該溫度補償光纖光柵固定在端蓋的下面，該溫度補償光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的一圓孔。
文檔編號G01L1/24GK101206149SQ20061016553
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者劉育梁, 張文濤, 芳 李 申請人:中國科學院半導體研究所