一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓力管道表面應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)是壓力管道在風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)下受力的綜合表現(xiàn)，關(guān)系到壓 力管道的力學(xué)安全。壓力管道表面應(yīng)變檢測(cè)可W有效預(yù)防壓力管道爆管事故的發(fā)生，目前 最常用的測(cè)試方法有人工千分尺檢測(cè)方法、壓力變送器法、電阻應(yīng)變片檢測(cè)方法和波紋膜 片測(cè)壓力法等。人工千分尺檢測(cè)方法的缺點(diǎn)在于無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，并且工序復(fù)雜，測(cè) 量效率低，測(cè)量誤差大，嚴(yán)重影響測(cè)量精度，而壓力變送器法、電阻應(yīng)變片檢測(cè)法測(cè)量精度 不高，且易受電磁干擾，不適用于易燃易爆的場(chǎng)合檢測(cè)。波紋膜片壓力表盡管具有一定的耐 腐蝕性，但是如果工程安裝不當(dāng)或監(jiān)測(cè)過(guò)程受壓過(guò)高，會(huì)大大降低波紋膜片的使用壽命。光 纖光柵傳感器檢測(cè)壓力管道表面應(yīng)變是一種全光傳感、高精度、抗電磁干擾、本質(zhì)安全W及 效率更高的技術(shù)手段，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)多點(diǎn)分布式檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有管道壓力光纖光柵傳感器量程范圍適 應(yīng)性差、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)漂移等問(wèn)題，提供了一種量程范圍可靈活調(diào)整、'零漂移'的管道壓力監(jiān)測(cè) 的光纖光柵壓力傳感器。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器，包括壓力傳導(dǎo)器件、位于壓力傳導(dǎo)器 件后端的感知壓加、壓力測(cè)試器件、密封殼體、固定結(jié)構(gòu)和一根光纖（16)，光纖（16)上從 左至右依次刻有一個(gè)壓力測(cè)試光柵（11)和一個(gè)溫度補(bǔ)償光柵（12)，其特征在于，一個(gè)壓力 測(cè)試光柵通過(guò)玻璃焊料焊接在第一光柵固定鍵和第二光柵固定鍵之間，一個(gè)溫度補(bǔ)償光柵 通過(guò)玻璃焊料焊接在第二光柵固定鍵和第=光柵固定鍵之間，第一光柵固定鍵的一端通過(guò) 螺紋旋鈕固定在壓力傳導(dǎo)器件上，第一光柵固定鍵的另一端通過(guò)1號(hào)螺釘鼎絲固定在壓力 測(cè)試器件上，壓力測(cè)試器件與第二光柵固定鍵通過(guò)2號(hào)螺釘鼎絲固定，壓力測(cè)試器件與第 =光柵固定鍵通過(guò)3號(hào)螺釘鼎絲固定，壓力傳導(dǎo)器件前端有與壓力傳導(dǎo)器件一體加工成形 的金屬材質(zhì)的T型膜片，壓力傳導(dǎo)器件前端的T型膜片穿過(guò)壓力測(cè)試器件后端的空腔與固 定在壓力測(cè)試器件上的壓力測(cè)試光柵相接觸，壓力傳導(dǎo)器件的前端與壓力測(cè)試器件的后端 通過(guò)膠粘固定在一起，密封殼體后端的內(nèi)螺紋與壓力傳導(dǎo)器件中段的外螺紋對(duì)接從而將壓 力測(cè)試器件密封在密封殼體中，密封殼體前端的外螺紋與固定裝置后端的內(nèi)螺紋對(duì)接，固 定裝置前端的出纖處通過(guò)M3固定堵頭封閉并用防水膠密封。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：
[0007] 1.光纖光柵制作管道壓力傳感器，雖然克服了傳統(tǒng)壓力傳感器無(wú)法在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、精 度低、易受電磁干擾、易腐蝕等缺點(diǎn)。但是一般的光纖光柵壓力傳感器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)于 不同管道壓力量程的應(yīng)用并不合適，往往要根據(jù)管道壓力范圍更換大批傳感器，增加了制 作成本、延長(zhǎng)了施工工期。本發(fā)明在保證測(cè)量精度的前提下，僅僅通過(guò)改變壓力傳導(dǎo)器件1 的膜片厚度就能實(shí)現(xiàn)所有壓力量程下管道的壓力測(cè)量。壓力傳導(dǎo)器件1前端為M20X1. 5 外螺紋，尺寸為大部分測(cè)壓環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)螺紋尺寸，方便于安裝，通過(guò)螺紋對(duì)接將壓力傳遞 至直徑12mm的壓力膜片上，最終將壓力膜片的中屯、提度變化轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s光纖光柵，達(dá)到測(cè) 試效果。利用壓力越大和中屯、提度變化越大的關(guān)系，僅僅通過(guò)改變壓力膜片的厚度來(lái)保證 壓力和中屯、提度固定關(guān)系，從而保證壓縮光柵的一致性，從而保證產(chǎn)品在各個(gè)壓力量程下 的通用性。
[000引 2.管道壓力測(cè)試，往往是將傳感器埋入地下，參數(shù)漂移是影響管道壓力長(zhǎng)期監(jiān)測(cè) 的重要因素。由于普通光纖光柵傳感器常用有氧膠封裝，該一固定的方法由于膠體蠕變的 原因，對(duì)該一拉伸受力狀態(tài)保持穩(wěn)定性的影響非常大，只能采用校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)姆椒ㄏ?是由于使用環(huán)境的差異導(dǎo)致蠕變的速度并不相同，所W校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)碾y度大，精度低。本發(fā) 明采用無(wú)氧膠焊接的方式固定光纖光柵，大幅度提高產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。為了保證穩(wěn)定的 波長(zhǎng)反射系數(shù)，制作過(guò)程中需要先對(duì)壓力測(cè)試光柵11 (即'0'狀態(tài)是壓力測(cè)試光柵11拉伸 的狀態(tài)），光柵始終處于拉伸受力的狀態(tài)。通過(guò)無(wú)氧膠焊接的方式（玻璃焊料焊接）代替有 氧膠封裝的方式，通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)證明對(duì)蠕變有較大的改進(jìn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0010] 圖1為本發(fā)明所述的一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明所述的一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器的連接關(guān)系示意 圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明所述的一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器采用無(wú)氧膠焊接 的方式一年的蠕變測(cè)試曲線(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)中采用有氧膠封裝方式的傳感器一年的蠕變測(cè)試 曲線(xiàn)對(duì)比圖。
[0013] 圖中：1、壓力傳導(dǎo)器件，2、壓力測(cè)試器件，3、2號(hào)螺釘頂絲，4、密封殼體，5、固定結(jié) 構(gòu)，6、1號(hào)螺釘頂絲，7、第一光柵固定鍵，8、第二光柵固定鍵，9、第=光柵固定鍵，10、感知壓 加，11、壓力測(cè)試光柵，12、溫度補(bǔ)償光柵，13、3號(hào)螺釘頂絲，14、M3固定堵頭，15、T型膜 片，16、光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述：
[0015] 參閱圖1及圖2, 一種管道壓力監(jiān)測(cè)的光纖光柵壓力傳感器，包括壓力傳導(dǎo)器件1、 位于壓力傳導(dǎo)器件1后端的感知壓加 10、壓力測(cè)試器件2、密封殼體4、固定結(jié)構(gòu)5和一 根光纖（16)，光纖（16)上從左至右依次刻有一個(gè)壓力測(cè)試光柵（11)和