一種用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其包括陶瓷外殼、碳纖維材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼內(nèi)。本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器能迅速準確地感應(yīng)來自不同方向的壓力信號，直接將壓力信號準確的傳遞給球體內(nèi)的光纖，提高了傳感器的應(yīng)變傳遞率和壓力敏感度，大大減小了測量時的誤差，降低了成本。
【專利說明】-種用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本實用新型涉及一種壓力傳感器，具體涉及一種用于管道檢測的橢球形光纖壓力 傳感器，屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 近年來，光纖傳感器因具有靈敏度高，體積小，抗電磁干擾，無需供電等獨特的優(yōu) 點而備受矚目。對于易燃易爆環(huán)境下的壓力實時檢測，傳統(tǒng)的壓電傳感器由于產(chǎn)生電信號 容易引發(fā)燃燒爆炸，因此不適合在此環(huán)境下應(yīng)用。光纖壓力傳感器因其傳輸和傳感的都是 光信號而不受此限制。
[0003] 在光纖壓力傳感系統(tǒng)中使用的壓力傳感器有Fabry-Perot型、光纖光柵型、拉曼 和布里淵分布式光纖型等。其中，F(xiàn)abry-Perot型壓力傳感器具有高的靈敏度和溫度穩(wěn)定 性，但傳感器內(nèi)部的薄膜操作時極易破碎，且測試分析比較復(fù)雜。光纖光柵壓力傳感器是目 前采用較多的光纖壓力傳感器，但其封裝工藝復(fù)雜，封裝材料的選擇和結(jié)構(gòu)的設(shè)計直接決 定了傳感器的靈敏度和測量準確性，且光纖光柵的應(yīng)變和溫度交叉敏感問題也額外增加了 溫度補償?shù)某杀尽?br> [0004] 近年來，有使用拉曼和布里淵分布式光纖傳感進行管道檢測的，但這兩種方式都 是對管道外壁進行檢測，通過溫度變化和靜態(tài)形變來判斷管道的泄漏情況，存在一定的局 限性，并且成本昂貴，對于已建設(shè)的管道，光纖的敷設(shè)也是一個不易解決的難題。
[0005] 因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種新型的用于管道檢測的橢球形光 纖壓力傳感器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、檢測結(jié)果準 確且使用壽命長的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：一種用于管道檢測的橢球形光 纖壓力傳感器，其包括陶瓷外殼、碳纖維材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐 殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼 內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固 定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼 內(nèi)。
[0008] 本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器進一步設(shè)置為：所述陶瓷外 殼呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔。
[0009] 本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器進一步設(shè)置為：所述彈性填 充層具體為聚氨酯材質(zhì)的彈性填充層。
[0010] 本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器進一步設(shè)置為：所述光纖固 定支撐殼體的底部為半球殼體，曲率半徑為15mm ;頂部為半橢球殼體，曲率半徑為11. 2mm ; 其從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連；所述彈簧抵接在左右兩部分光纖固定支 撐殼體之間。
[0011] 本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器還設(shè)置為：所述光纖上固定 有尾纖護套，該尾纖護套粘接于陶瓷外殼、碳纖維材料層上，其一部分延伸入陶瓷外殼內(nèi)， 一部分延伸出碳纖維材料層外。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：本實用新型的用于管道檢測的 橢球形光纖壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長，其能迅速準確地感應(yīng)來自不同方向 的壓力信號，直接將壓力信號準確的傳遞給球體內(nèi)的光纖，提高了傳感器的應(yīng)變傳遞率和 壓力敏感度，大大減小了測量時的誤差，降低了成本。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0013] 圖1是本實用新型的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2是本實用新型在進行管道泄漏檢測的應(yīng)用場景示意圖。 【【具體實施方式】】
[0015] 請參閱說明書附圖1所示，本實用新型為一種用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳 感器，其由陶瓷外殼1、碳纖維材料層2、彈性填充層3、陶瓷底座4以及光纖固定支撐殼體5 等幾部分組成。
[0016] 其中，所述陶瓷外殼1呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔，有利于管道內(nèi)的氣 體或液體通過陶瓷外殼1表面的孔滲透到內(nèi)部，當管道內(nèi)氣體或液體壓力變化時，導(dǎo)致陶 瓷殼體1內(nèi)部的彈性填充層3發(fā)生彈性形變。
[0017] 所述碳纖維材料層2包覆于陶瓷外殼1的外表面，其透水透氣，防震抗摔，用于保 護陶瓷殼體1。
[0018] 所述陶瓷底座4設(shè)置于陶瓷外殼1內(nèi)的底部。
[0019] 所述光纖固定支撐殼體5置于陶瓷底座4上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖7。所 述光纖固定支撐殼體5還固定一根彈簧6。具體的說，所述光纖固定支撐殼體5是由復(fù)合 材料制成的中空結(jié)構(gòu)，底部為半球殼體，曲率半徑為15mm，頂部為半橢球殼體，曲率半徑為 11. 2_，從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連。所述彈簧6抵接在左右兩部分光 纖固定支撐殼體5之間。當傳感器置于壓力管道內(nèi)時，傳感器處于正常狀態(tài)，光纖固定支撐 殼體5受管道內(nèi)壓力作用，呈開啟狀態(tài)，當管道壓力減小，彈簧6使光纖固定支撐殼體5向 中間閉合。
[0020] 進一步的，所述光纖固定支撐殼體5頂部橢球的半徑數(shù)值為傳感光纖的臨界曲率 半徑。所述臨界曲率半徑根據(jù)如下公式計算得到：
【權(quán)利要求】
1. 一種用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：包括陶瓷外殼、碳纖維 材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶 瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶 瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖 固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述陶 瓷外殼呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述彈 性填充層具體為聚氨酯材質(zhì)的彈性填充層。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述 光纖固定支撐殼體的底部為半球殼體，曲率半徑為15mm ;頂部為半橢球殼體，曲率半徑為 11. 2_ ;其從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連；所述彈簧抵接在左右兩部分光 纖固定支撐殼體之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述光 纖上固定有尾纖護套，該尾纖護套粘接于陶瓷外殼、碳纖維材料層上，其一部分延伸入陶瓷 外殼內(nèi)，一部分延伸出碳纖維材料層外。
【文檔編號】G01L11/02GK204115940SQ201420435734
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月3日
【發(fā)明者】王東方 申請人:王東方