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    重庆时时彩猜奇偶方法: 一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201511018186.4

    申请日:

    2015.12.30

    公开号:

    CN105606296A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01L 11/02申请日:20151230|||公开
    IPC分类号: G01L11/02; G01L19/04 主分类号: G01L11/02
    申请人: 南京南瑞集团公司; 国网电力科学研究院
    发明人: 王军涛; 刘国卫; 刘果; 刘冠军; 李学胜; 王启飞
    地址: 210003 江苏省南京市鼓楼区南瑞路8号
    优先权:
    专利代理机构: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 董建林
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201511018186.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.23|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器,包括?;た翘搴屯杆翘?,?;た翘迥诎沧坝泄庀斯潭ɑ?,光纤固定基座的一端为刚性结构,光纤固定基座的另一端为弹性结构,刚性结构的一端固定有温度光纤光栅,弹性结构的一端固定有压力光纤光栅,光纤固定基座与压力光纤光栅的连接处安装有弹性调节装置,压力光纤光栅的外部为光纤固定基座尾端的弹性膜片。本发明抗干扰能力强、灵敏度高、精度高、性能稳定,可以自温度补偿,可同时测量温度及液体压力。弹性膜片线性性能好,在微小压力下即可产生较好变形,故具有极好的灵敏度。本发明还具有较好的防护结构及良好的防水防潮性能,能够适用于恶劣环境下的使用。

    权利要求书

    1.一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器,其特征在于:
    包括?;た翘?2)和透水石壳体(6),所述?;た翘?2)内安装有光纤
    固定基座(3),所述光纤固定基座(3)的一端为刚性结构,光纤固定基座
    (3)的另一端为弹性结构,所述刚性结构的一端固定有温度光纤光栅(9),
    所述弹性结构的一端固定有压力光纤光栅(7),所述光纤固定基座(3)与
    压力光纤光栅(7)的连接处安装有弹性调节装置(8),所述压力光纤光栅
    (7)的外部为光纤固定基座(3)尾端的弹性膜片(4);所述?;た翘?2)
    近温度光纤光栅(9)的一端连接有光栅尾纤(1),且光栅尾纤(1)伸出
    于?;た翘?2),所述?;た翘?2)外部近压力光纤光栅(7)的一端连
    接有透水石(5)。
    2.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述弹性调节装置(8)为带有微调旋钮的微量位移弹性
    调节装置,所述微调旋钮能够调节的微量位移为十微米级别的位移。
    3.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述弹性膜片(4)为中空的柱状结构,弹性膜片(4)
    上设有内螺纹与光纤固定基座(3)相连接,弹性膜片(4)的尾端中心设
    有托台。
    4.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述压力光纤光栅(7)的尾端固定于托台内,压力光纤
    光栅(7)首端固定于光纤固定基座(3)。
    5.根据权利要求4所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述压力光纤光栅(7)首尾两端固定点的距离为L1,在
    温度升高时,压力光纤光栅(7)本身温度系数为□,温度升高导致波长变
    大,波长λ1=□*ΔT,其中ΔT为温度变化,而由于光纤固定基座(3)的热
    膨胀导致压力光纤光栅(7)向着弹性膜片(4)的方向收缩,收缩位移为
    线膨胀系数A*ΔT,压力光纤光栅(7)因此会产生波长变小,波长λ2=A*
    ΔT/L1*P,其中P为光栅应变系数,压力光纤光栅(7)的温度、应变系数
    均是一定值,各个部件的材料确定后,线膨胀系数A则也为确定值,故只
    需要控制L1即可使λ1与λ2产生的波长变化相抵消补偿温度影响。
    6.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述弹性膜片(4)与压力光纤光栅(7)之间通过光学
    胶或者微激光焊接连接。
    7.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述?;た翘?2)与弹性膜片(4)的接缝处设置有密
    封圈或者焊接密封。
    8.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述透水石(5)外设置有透水石壳体(6)。
    9.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感
    器,其特征在于:所述?;た翘?2)和透水石壳体(6)之间设置有螺纹
    固定连接。
    10.根据权利要求1所述的带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传
    感器,其特征在于:所述光栅尾纤(1)和?;た翘?2)的连接部分外包
    裹有密封?;ぬ坠?10)。

    说明书

    一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器

    技术领域

    本发明属于渗压传感器技术领域,特别涉及一种带微调装置及自温度
    补偿的光纤式渗压传感器。

    背景技术

    渗压传感器用于监测岩土工程和其它混凝土建筑物的渗透水压力,适
    用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部及其基础,或安装在测压管
    内,测量结构物内部及基础的渗透水压力。也可用于水库水位或边坡地下
    水位的测量,传统常用的电类传感器在野外使用时易受雷击,在复杂电磁
    环境下受干扰严重难以正常工作,同时测量信号不易远距离传输。光纤式
    渗压传感器抗雷击、抗电磁干扰能力强,可在各种恶劣环境中使用,同时
    现场无需供电,光纤信号可长距离传输,十分适用于长距离引供水工程等
    现场供电困难的监测领域。传感器可采用波分复用、时分复用等通讯复用
    技术组成准分布式网络,一根光纤即可传输信号,相对传统电类传感器节
    省大量电缆。

    发明内容

    发明目的:本发明提供了一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压
    传感器,以达到抗雷击、抗电磁干扰能力强,结构简单、性能稳定、自带
    温度补偿、具备微调装置的目的。

    技术方案:为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器,包括?;た翘搴?br />透水石壳体,所述?;た翘迥诎沧坝泄庀斯潭ɑ?,所述光纤固定基座的
    一端为刚性结构,光纤固定基座的另一端为弹性结构,所述刚性结构的一
    端固定有温度光纤光栅,所述弹性结构的一端固定有压力光纤光栅,所述
    光纤固定基座与压力光纤光栅的连接处安装有弹性调节装置,所述压力光
    纤光栅的外部为光纤固定基座尾端的弹性膜片;所述?;た翘褰露裙庀?br />光栅的一端连接有光栅尾纤,且光栅尾纤伸出于?;た翘?,所述?;た翘?br />外部近压力光纤光栅的一端连接有透水石。

    进一步的,所述光纤固定基座与压力光纤光栅的连接处安装有弹性调
    节装置。

    进一步的,所述弹性调节装置8为带有微调旋钮的微量位移弹性调节
    装置,所述微调旋钮能够调节的微量位移为十微米级别的位移。。

    进一步的,所述弹性膜片为中空的柱状结构,弹性膜片上设有内螺纹
    与光纤固定基座相连接,弹性膜片的尾端中心设有托台。

    进一步的,所述压力光纤光栅的尾端固定于托台内,压力光纤光栅首
    端固定于光纤固定基座。

    进一步的,所述压力光纤光栅首尾两端固定点的距离为L1,在温度升
    高时,压力光纤光栅本身温度系数为□,温度升高导致波长变大,波长λ1=□*
    ΔT,其中ΔT为温度变化,而由于光纤固定基座的热膨胀导致压力光纤光栅
    向着弹性膜片的方向收缩,收缩位移为线膨胀系数A*ΔT,压力光纤光栅因
    此会产生波长变小,波长λ2=A*ΔT/L1*P,其中P为光栅应变系数,压力光纤
    光栅的温度、应变系数均是一定值,,各个部件的材料确定后,线膨胀系数
    A则也为确定值,故只需要控制L1即可使λ1与λ2产生的波长变化相抵消补
    偿温度影响。

    进一步的,所述弹性膜片与压力光纤光栅之间通过光学胶或者微激光
    焊接连接。

    进一步的,所述光纤固定基座固定温度光纤光栅的一端为刚性结构;
    所述光纤固定基座连接压力光纤光栅的一端为弹性结构。

    进一步的,所述?;た翘逵氲阅て慕臃齑ι柚糜忻芊馊蛘吆附?br />密封。

    进一步的,所述透水石外设置有透水石壳体。

    进一步的,所述?;た翘搴屯杆翘逯渖柚糜新菸乒潭?。

    进一步的,所述光栅尾纤和?;た翘宓牧硬糠滞獍忻芊獗;ぬ?br />管。

    有益效果:本发明提供的光纤式渗压传感器,抗干扰能力强、灵敏度
    高、精度高、性能稳定,可以自温度补偿,可同时测量温度及液体压力。
    弹性膜片线性性能好,在微小压力下即可产生较好变形,故具有极好的灵
    敏度,本发明还能进行温度自补偿,消除了压力光栅受温度影响导致测量
    精度降低的问题。同时带有初始位置调节装置,解决了光栅固结过程中需
    要承受较高预应力及固化过程中可能产生松弛的问题,只需在光栅固结完
    成后微调弹性调节装置即可调整光栅初始波长,保证测量范围,同时通过
    控制弹性膜片的厚度即可实现不同量程的渗压传感器设计。栅区无胶层,
    固化过程中不会受到不均匀应力影响,解决了光纤光栅封装过程中波形变
    形的问题,提高了成品率。本发明具有较好的防护结构及良好的防水防潮
    性能,能够适用于恶劣环境下的使用。

    附图说明

    图1是本发明的结构示意图;

    其中:1-光栅尾纤,2-?;た翘?,3-光纤固定基座,4-弹性膜片,5-透
    水石,6-透水石壳体,7-压力光纤光栅,8-弹性调节装置,9-温度光纤光栅,
    10-密封?;ぬ坠?。

    具体实施方式

    下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

    如图1所示,一种带微调装置及自温度补偿的光纤式渗压传感器,包
    括?;た翘?和透水石壳体6,所述?;た翘?内安装有光纤固定基座3,
    所述光纤固定基座3的一端为刚性结构,光纤固定基座3的另一端为弹性
    结构,所述刚性结构的一端固定有温度光纤光栅9,所述弹性结构的一端固
    定有压力光纤光栅7,所述光纤固定基座3与压力光纤光栅7的连接处安装
    有弹性调节装置8,所述压力光纤光栅7的外部为光纤固定基座3尾端的弹
    性膜片4;所述?;た翘?近温度光纤光栅9的一端连接有光栅尾纤1,且
    光栅尾纤1伸出于?;た翘?,所述?;た翘?外部近压力光纤光栅7的一
    端连接有透水石5。

    所述光纤固定基座3与压力光纤光栅7的连接处安装有弹性调节装置
    8,调节弹性调节装置8可使压力光纤光栅7产生微小位移,以调节压力光
    纤光栅7的初始拉升力及波长,保证在全测量范围内压力光纤光栅7都处
    于张紧状态。

    所述弹性调节装置8为带有微调旋钮的微量位移弹性调节装置,所述
    微调旋钮能够调节的微量位移为十微米级别的位移,弹性调节装置8可调
    节压力光纤光栅7的张紧量及初始波长,保证在测量范围内压力光栅始终
    处于张紧状态,调节弹性体调节旋钮可使光纤基座固定压力光纤光栅7一
    端产生微量变形,拉升压力光纤光栅7以调节压力光纤光栅7初始波长,
    保证测量范围。

    所述光纤固定基座3固定安装压力光纤光栅7的一端为弹性体结构,
    该弹性体结构刚度较小,弹性体调节装置8通过调节旋钮微调节可以给光
    纤固定基座3施加一定拉力并产生微量变形,可精确调节压力光纤光栅7
    的初始位置及波长变化量。

    所述弹性膜片4为中空的柱状结构,弹性膜片4上设有内螺纹与光纤
    固定基座3相连接,弹性膜片4的尾端中心设有托台,弹性膜片4由一种
    高强度、高硬度、抗腐蚀、弹性性能好的不锈钢材料经过高温热处理后加
    工而成,弹性膜片4在极小压力下即能产生变形,外界液压导致弹性膜片4
    产生微小变形,从而导致压力光纤光栅7波长发生变化,通过测量波长变
    化可测量外界压力。

    所述弹性膜片4安装于?;た翘?内部,?;た翘?与弹性膜片4的
    接缝处采用密封圈或者焊接方式密封。

    所述压力光纤光栅7的尾端固定于托台内,压力光纤光栅7首端固定
    于光纤固定基座3,压力光纤光栅7在施加一定预紧力后一端固定于压力光
    纤光栅7,另一端固定于弹性膜片尾端凸起的托台内。

    所述压力光纤光栅7首尾两端固定点的距离为L1,在温度升高时,压
    力光纤光栅7本身温度系数为□,温度升高导致波长变大,波长λ1=□*ΔT,其
    中ΔT为温度变化,而由于光纤固定基座3的热膨胀导致压力光纤光栅7向
    着弹性膜片4的方向收缩,收缩位移为线膨胀系数A*ΔT,压力光纤光栅7
    因此会产生波长变小,波长λ2=A*ΔT/L1*P,其中P为光栅应变系数,压力光
    纤光栅7的温度、应变系数均是一定值,各个部件的材料确定后,线膨胀
    系数A则也为确定值,故只需要控制L1即可使λ1与λ2产生的波长变化相
    抵消补偿温度影响。

    所述弹性膜片4与压力光纤光栅7之间通过光学胶或者微激光焊接连
    接。

    所述光纤固定基座3固定温度光纤光栅9的一端为刚性结构,温度光
    纤光栅9松弛的固定于光纤固定基座3上;所述光纤固定基座3连接压力
    光纤光栅7的一端为弹性结构,弹性结构具备一定的热膨胀系数可以补偿
    压力光纤光栅7的温度效应,在温度变化时,弹性结构膨胀导致压力光纤
    光栅7收缩抵消压力光栅的温度效应。

    所述光纤固定基座3为弹性结构的一端,用于固定压力光纤光栅7,压
    力光纤光栅7两个固结点的距离L1,在温度升高时,光栅的热光效应导致
    波长变大,但光纤固定基座3由于向光栅缩短的方向热膨胀会压缩光纤光
    栅以消除光栅本身温度效应导致的波长变化,通过调节弹性体调节装置8,,
    从而改变压力光纤光栅7两个固结点的距离L1,即能够消除压力光纤光栅
    7所受温度影响,大大提高压力测量的精度。

    所述透水石5外设置有透水石壳体6。

    所述?;た翘?和透水石壳体6之间设置有螺纹固定连接。

    所述光栅尾纤1和?;た翘?的连接部分外包裹有密封?;ぬ坠?0,
    密封?;ぬ坠?0将光栅尾纤1与?;た翘?连接部分?;げ⒚芊?。

    本发明结构简单,可同时测量压力及温度,同时压力光纤光栅7和温
    度光纤光栅9均被良好的?;て鹄?,不易被损坏,适合在恶劣环境中长期
    工作。

    以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的
    普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进
    和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的?;し段?。

    关 键 词:
    一种 微调 装置 温度 补偿 光纤 式渗压 传感器
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