一种光纤温压一体传感器的制作方法

本实用新型涉及一种光纤传感器，特别是一种光纤温压一体传感器。

背景技术：

温度传感器和压力传感器可以说是传感器行业使用得最大的两种传感器，而且温度传感器和压力传感器经常一起使用。每次需要测量压力和温度的时候都需要安装压力传感器和温度传感器，十分不方便。尤其是在空间有限的地方，温度传感器和压力传感器会占用很多的空间；关于温度和压力的共同测量的传感器的实现变得越来越重要。

光纤光栅传感器是近年来发展最为迅速、应用最为广泛的光纤无源器件之一，与传统电类传感器相比，光纤光栅传感器具有结构简单、可靠性好、抗腐蚀、抗电磁干扰能力强、可进行大面积的多点测量等优点；可以实现多物理参量，如温度、压力、流量等的同时区分测量，克服传统传感器成本高、测量精度低以及多个参量间相互串扰的缺点；光纤光栅传感器可用于温度和压力的共同测量，但同时由于光纤光栅对温度和应变同时敏感，光纤光栅中心波长的变化往往决定于外界应变与温度的同时作用，在不同应力作用下及不同温度下的光弹性不同，应变和温度对光纤光栅的作用是耦合的，检测单个光纤的波长变化无法对应变和温度加以区分。

对于光纤光栅的交叉敏感问题，现在大部分采用两个或两个以上的光纤光栅组合来克服，这种方法需要两个解调光源、两个光谱分析仪，不仅增加成本，并且给光纤光栅传感器的实际应用带来不便，失去光纤光栅传感器特有的波长编码特性的优点；同时所采用的光纤光栅的测量方法计算非常复杂，计算量多，需要测量的参数很多，而且测量的精度和计算的精度都不是很好，无法达到高精度测量的目的。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种简单方便能够解决温度和压力的同时测量，以及在同时测量中将温度和压力的应变区分，解决交叉敏感问题的光纤温压一体传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：本实用新型一种光纤温压一体传感器，包括光源、环形器、光谱分析仪和感应?？?；所述光源通过光纤连接环形器，环形器分别连接感应?？楹凸馄追治鲆?；所述感应?？槲仓慰翘?，所述壳体内部包括腔体和光纤光栅，所述腔体由空腔A、空腔B和隔层组成；所述隔层设于空腔A和空腔B之间，隔层上设置有进出口M；所述空腔B为凸形空腔，包括大径空腔和小径空腔，空腔B隔层对面的腔壁上设置有进出口N；所述腔体表面粘贴有串联熔接在一起的FBG1、FBG2和FBG3光纤光栅，FBG1、FBG2和FBG3光纤光栅分别粘贴于对应空腔A以及空腔B的大小径位置。

以上结构，检测气体或液体从进出口M和进出口N进入空腔中，腔体的腔壁在所测气体或液体的压力和温度作用下发生形变，并传递到光纤光栅中，带动 FBG产生形变，引起波长的漂移，通过光谱分析仪测得波长漂移，根据对应关系，就能计算压力和温度。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述光谱分析仪连接计算机，进行数据处理。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述空腔A的腔壁厚度和空腔B中大径空腔的腔壁厚度相同；所述粘贴剂为氰基丙烯酸酯502-1粘合剂。

以上结构，当受到压力和温度时，由于应变的传递作用，带动 FBG产生形变，FBG2和FBG3粘贴在同种材料上，由温度引起的波长漂移量相同，空腔B的内壁厚度不同，传递的应变量不同，FBG产生的形变量不同，进而布拉格波长漂移量不同，通过测量波长漂移量，可以求得压力；FBG1和FBG2的厚度相同，由压力引起的波长漂移量相同，由于FBG1和FBG2粘贴在不同种材料上，FBG产生的形变量不同，进而布拉格波长漂移量不同，通过测量波长漂移量，可以求得温度。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述空腔A的腔壁为10MoWVNb合金层，空腔B的腔壁为镍基高弹性合金层。

以上结构，10MoWVNb合金和镍基高弹性合金都具有很高的弹性灵敏度和温度膨胀性，可以在压力和温度作用下产生较为明显的形变，从而有利于测量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、温度和压力的同时测量的实现，光纤光栅传感器通过单光纤上不同段光栅在温度和压力的间接作用下发生波长漂移，根据波长漂移量和温度及压力的关系，可以同时测量温度和压力。

2、能够将温度和压力的应变区分，解决光纤光栅传感器在温度和压力同时测量中出现的交叉敏感问题，避免测量时出现很大的误差，得到更精确的测量值。在传感器中分别根据同种材料在相同温度下波长漂移量相同，通过测量不同应变作用下的漂移量，求得压力；根据相同压力应变下波长漂移量相同，通过测量不同材料在温度下的漂移量，求得温度；从而将温度和压力区分，提高测量精度。

附图说明

图1是本实用新型一种光纤温压一体传感器的结构示意图。

图2是本实用新型中感应?？榈慕峁故疽馔?。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种光纤温压一体传感器，包括光源、环形器、光谱分析仪和感应?？?；所述光源通过光纤连接环形器，环形器分别连接感应?？楹凸馄追治鲆?；所述感应?？槲仓慰翘?，所述壳体内部包括腔体和光纤光栅，所述腔体由空腔A、空腔B和隔层组成；所述隔层设于空腔A和空腔B之间，隔层上设置有进出口M；所述空腔B为凸形空腔，包括大径空腔和小径空腔，空腔B隔层对面的腔壁上设置有进出口N；所述腔体表面粘贴有串联熔接在一起的FBG1、FBG2和FBG3光纤光栅，FBG1、FBG2和FBG3光纤光栅分别粘贴于对应空腔A以及空腔B的大小径位置。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述光谱分析仪连接计算机，进行数据处理。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述空腔A的腔壁厚度和空腔B中大径空腔的腔壁厚度相同；所述粘贴剂为氰基丙烯酸酯502-1粘合剂。

本实用新型一种光纤温压一体传感器，所述空腔A的腔壁为10MoWVNb合金层，空腔B的腔壁为镍基高弹性合金层。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的?；し段е?。