專(zhuān)利名稱(chēng)：雙膜片光纖差壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于檢測(cè)壓力差的光纖傳感器，屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域。
強(qiáng)度反射型光纖壓力傳感器因其工作原理簡(jiǎn)單、制作方便而得到人們的重視。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的該種傳感器大都采用單個(gè)傳感元結(jié)構(gòu)，而且傳感元中的膜片通常采用平膜片，因而使傳感器的靈敏度和穩(wěn)定度很難提高，限制了這種傳感器的應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高靈敏度和高穩(wěn)定度的光纖差壓傳感器。
本實(shí)用新型由光源、光纖和傳感元組成，其特點(diǎn)是傳感元采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的壓力傳感元，共用一個(gè)光源，光纖采用W型光纖束，即由內(nèi)含相同光纖絲的四根導(dǎo)光束兩兩相拼而成。為了提高傳感器的靈敏度，壓力傳感元中的膜片可采用波紋膜片。
本實(shí)用新型采用波紋膜片，提高了傳感器的靈敏度，在具有相同工作半徑和受壓相同的情況下，波紋膜片的中心位移比平膜片的位移要高出約一個(gè)數(shù)量級(jí)；由于采用共光源、雙膜片結(jié)構(gòu)，它可以補(bǔ)償或抵消光源波動(dòng)、膜片溫漂及反射膜老化等帶來(lái)的誤差，保證了傳感器的穩(wěn)定性，在室溫下能穩(wěn)定、可靠地長(zhǎng)期連續(xù)工作，能在易燃、易爆和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境中使用。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的傳感元結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型可采用附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的傳感元(1)和(2)通過(guò)W型光纖束與檢測(cè)器(3)和(4)及光源(5)相連接，W型光纖束由光纖束f1、f2、f3和f4兩兩相拼而成。在傳感元(1)和(2)內(nèi)分別設(shè)置壓力膜片A和B，膜片與光纖束相對(duì)應(yīng)的一側(cè)涂覆一層高反射膜。在外來(lái)壓力作用下，膜片中心沿光纖軸向產(chǎn)生移動(dòng)，使得通過(guò)膜片反射后進(jìn)入輸出光纖的光強(qiáng)發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)器得到的光強(qiáng)變化而確定外來(lái)壓力的變化。光的耦合效率可以通過(guò)改變膜片與光纖端面的距離d來(lái)調(diào)整。在測(cè)量壓差時(shí)，光源(5)發(fā)出的光功率分別送入光纖束f2和f3，在膜片A和B處又分別反射至光纖束f1和f4，當(dāng)兩膜片承受不同壓力時(shí)，進(jìn)入f1和f4的光強(qiáng)不同，測(cè)出其光強(qiáng)差，則可知壓差，而光源波動(dòng)、膜片溫漂及反射膜老化等帶來(lái)的誤差則可通過(guò)差分消去。膜片采用大中心撓度的波紋膜片，例如采用圓弧形波紋膜片，膜片的參數(shù)可根據(jù)傳感器的靈敏度來(lái)確定。傳感元可采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，由傳感元外殼(6)、波紋膜片(7)、壓緊螺母(8)、密封O型橡膠圈(9)和法蘭盤(pán)(10)等構(gòu)成，P表示外壓力，箭頭表示外壓力的方向，采用電子束或激光焊接技術(shù)將膜片密封在傳感元外殼內(nèi)。從實(shí)用化的角度出發(fā)，光源可采用長(zhǎng)壽命、出射光強(qiáng)穩(wěn)定、體積小、可在室溫下連續(xù)長(zhǎng)期工作的發(fā)光器件，一般可采用發(fā)光二極管，例如 BT401A發(fā)光二極管。檢測(cè)器(3)可采用普通的光檢測(cè)器。
權(quán)利要求1.一種用于檢測(cè)壓力差的光纖傳感器，由光源、光纖和傳感元組成，其特征在于傳感元采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的壓力傳感元，共用一個(gè)光源，光纖采用W型光纖束，即由內(nèi)含相同光纖絲的四根導(dǎo)光束兩兩相拼而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感器，其特征在于壓力傳感元中的膜片采用波紋膜片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖傳感器，其特征在于光源采用發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖傳感器，其特征在于膜片與光纖束相對(duì)應(yīng)的一側(cè)涂覆一層高反射膜。
專(zhuān)利摘要雙膜片光纖差壓傳感器是一種用于檢測(cè)壓力差的光纖傳感器，由光源、光纖和壓力傳感元組成，壓力傳感元采用兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的傳感元，光纖采用W型光纖束，即由內(nèi)含相同光纖絲的四根導(dǎo)光束兩兩相拼而成，壓力傳感元中的膜片采用波紋膜片。本實(shí)用新型具有靈敏度和穩(wěn)定度高等優(yōu)點(diǎn)，在室溫下能穩(wěn)定而可靠地長(zhǎng)期連續(xù)工作，能在易燃、易爆和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境中使用。
文檔編號(hào)G01L13/00GK2088248SQ9022588
公開(kāi)日1991年11月6日 申請(qǐng)日期1990年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月21日
發(fā)明者孫小菡, 張明德, 萬(wàn)遂人, 王樹(shù)華 申請(qǐng)人:東南大學(xué)