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一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，包括外殼，外殼的一端設(shè)置有開(kāi)口，外殼內(nèi)部設(shè)置有彈性基座，彈性基座與外殼之間設(shè)置有一定間隙，且彈性基座對(duì)應(yīng)外殼開(kāi)口的一端設(shè)置有腔室，其另一端為實(shí)心結(jié)構(gòu)，外殼內(nèi)位于彈性基座外部設(shè)置有光纖，光纖包括預(yù)緊光纖及兩端的尾纖，尾纖伸出外殼，預(yù)緊光纖上位于彈性基座具有腔室的一端設(shè)置有用于測(cè)量壓力的壓力光纖光柵，且預(yù)緊光纖上位于彈性基座實(shí)心結(jié)構(gòu)的一端設(shè)置有用于測(cè)量溫度的溫度光纖光柵。本實(shí)用新型具有較好的線性響應(yīng)、溫度補(bǔ)償效果及可重復(fù)性，可以滿足油氣井下等高溫高壓惡劣環(huán)境下的傳感檢測(cè)，且可實(shí)現(xiàn)溫度和壓力雙參量的區(qū)分測(cè)量，制作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖光柵傳感器，尤其涉及一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓 力傳感器。【背景技術(shù)】[0002]光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過(guò)紫外光曝光的方法將入射光相干場(chǎng)圖樣 寫(xiě)入纖芯，在纖芯內(nèi)產(chǎn)生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成永久性空間的相位光 柵。光纖光柵傳感技術(shù)已成為目前國(guó)內(nèi)外最具有發(fā)展前景和影響力的檢測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用 于應(yīng)力應(yīng)變、溫度、速度等物理量的檢測(cè)與控制，在石油化工、交通運(yùn)輸、建筑、工礦等領(lǐng)域 中已有諸多報(bào)道，不過(guò)其僅限于溫度低于200°C、壓力低于20MPa環(huán)境中使用。光纖光柵作 為一種新型的靈巧傳感元件應(yīng)用在傳感領(lǐng)域還存在對(duì)溫度和壓力雙參量進(jìn)行區(qū)分測(cè)量問(wèn) 題，針對(duì)這一問(wèn)題，現(xiàn)有提出的各種解決方案包括有:利用聚合物封裝，利用FBG與長(zhǎng)周期 光纖光柵的雙光柵混合結(jié)構(gòu)，利用重疊結(jié)構(gòu)柵實(shí)現(xiàn)的基于平面膜片結(jié)構(gòu)，采用雙三角形結(jié) 構(gòu)，采用雙周期光柵，采用不同橫截面的單光柵。這些解決方案的傳感器的結(jié)構(gòu)、制作工藝 都比較復(fù)雜，其制造成本較高。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳 感器，以解決原有光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝復(fù)雜，無(wú)法滿足油氣井下等高溫高壓 惡劣環(huán)境下的傳感檢測(cè)的問(wèn)題，以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)溫度和壓力雙參量區(qū)分測(cè)量的問(wèn)題。[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):[0005]—種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，包括外殼，所述外殼的一端設(shè)置有開(kāi) 口，外殼內(nèi)部設(shè)置有彈性基座，所述彈性基座與外殼之間設(shè)置有一定間隙，且彈性基座對(duì)應(yīng) 外殼開(kāi)口的一端設(shè)置有腔室，其另一端為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述外殼內(nèi)位于彈性基座外部設(shè)置有 光纖，所述光纖包括預(yù)緊光纖及兩端的尾纖，所述尾纖伸出外殼，所述預(yù)緊光纖上位于彈性 基座具有腔室的一端設(shè)置有用于測(cè)量壓力的壓力光纖光柵，且預(yù)緊光纖上位于彈性基座實(shí) 心結(jié)構(gòu)的一端設(shè)置有用于測(cè)量溫度的溫度光纖光柵。[0006]優(yōu)選的，所述外殼由不銹鋼材料制成。[0007]進(jìn)一步的，所述彈性基座具有腔室一端的端頭設(shè)置有外螺紋，所述外殼具有開(kāi)口 一端的端頭設(shè)置有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。[0008]進(jìn)一步的，所述彈性基座具有腔室一端的端頭連接有轉(zhuǎn)接口，所述轉(zhuǎn)接口上開(kāi)有 與彈性基座腔室相連通的進(jìn)油口，且轉(zhuǎn)接口與彈性基座連接一端的端面與外殼的端面貼 合，并設(shè)置有密封膠水，通過(guò)連接轉(zhuǎn)接口，便于安裝連接。[0009]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接口與彈性基座螺紋連接。[0010]優(yōu)選的，所述彈性基座由彈簧鋼材料制成，具有更好的線性響應(yīng)、溫度補(bǔ)償效果和可重復(fù)性。[0011]進(jìn)一步的，所述彈性基座的外部開(kāi)有兩個(gè)凹槽，所述預(yù)緊光纖的兩端固定在凹槽內(nèi)。
[0012]更為優(yōu)選的，所述外殼內(nèi)位于彈性基座外部設(shè)置有兩個(gè)凸臺(tái)，所述凸臺(tái)上開(kāi)有用于固定預(yù)緊光纖的槽口，所述預(yù)緊光纖的兩端固定在凸臺(tái)的槽口內(nèi)，相比較于直接在彈性基座上開(kāi)設(shè)固定光纖的凹槽，可以在承受相同壓力的情況下使用更薄的彈性基座，而不會(huì)導(dǎo)致彈性基座破裂。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為，所述一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器具有較好的線性響應(yīng)、溫度補(bǔ)償效果及可重復(fù)性，可以滿足油氣井下等高溫高壓惡劣環(huán)境下的傳感檢測(cè)，且可實(shí)現(xiàn)溫度和壓力雙參量的區(qū)分測(cè)量，制作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:
[0016]1、外殼；2、彈性基座；3、腔室；4、進(jìn)油口 ；5、轉(zhuǎn)接口 ；6、凸臺(tái)；7、壓力光纖光柵；8、溫度光纖光柵；9、光纖；10、鎧裝光纜；11、預(yù)緊光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0018]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本實(shí)用新型一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器的結(jié)構(gòu)不意圖；于本實(shí)施例中，一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，包括外殼I，所述外殼I由不銹鋼材料制成，其左端設(shè)置有開(kāi)口，所述外殼I內(nèi)部設(shè)置有彈性基座2，所述彈性基座2由彈簧鋼材料制成，具體的是由SK7彈簧鋼材料制成，彈性基座2與外殼I之間設(shè)置有一定間隙，且彈性基座2左端設(shè)置有腔室3，其右端為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述彈性基座2左端的端頭設(shè)置有外螺紋，所述外殼I左端的端頭設(shè)置有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述彈性基座2與外殼I螺紋連接，且彈性基座2左端的端頭螺紋連接有轉(zhuǎn)接口 5，所述轉(zhuǎn)接口 5上開(kāi)有與彈性基座2腔室相連通的進(jìn)油口，且轉(zhuǎn)接口 5右端的端面與外殼I貼合，并通過(guò)密封膠水密封，所述外殼I內(nèi)位于彈性基座2外部設(shè)置光纖9及兩個(gè)凸臺(tái)6，所述光纖9包括預(yù)緊光纖11及兩端的尾纖，所述凸臺(tái)6上開(kāi)有槽口，所述預(yù)緊光纖11的兩端固定在凸臺(tái)6的槽口內(nèi)，使得預(yù)緊光纖11緊繃，所述彈性基座2左端腔室3外部的預(yù)緊光纖11上設(shè)置有用于測(cè)量壓力的壓力光纖光柵7，且彈性基座2右端實(shí)心結(jié)構(gòu)外部的預(yù)緊光纖11上設(shè)置有用于測(cè)量溫度的溫度光纖光柵8，光纖9兩端的尾纖均套裝有鎧裝光纜10，且尾纖均從外殼右端伸出。
[0019]工作時(shí)，油經(jīng)進(jìn)油口 4流入彈性基座2的腔室3中，彈性基座2作為傳力機(jī)構(gòu)使得壓力光纖光柵7拉伸，發(fā)生漂移，溫度光纖光柵8設(shè)置于彈性基座2實(shí)心結(jié)構(gòu)的一端，不受壓力影響，起溫度補(bǔ)償作用，漂移的光信號(hào)經(jīng)光纖9傳送到地面，由地面設(shè)置的解調(diào)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而測(cè)得井中原油的壓力和溫度。
[0020]本實(shí)用新型可通過(guò)改變彈性基座2設(shè)置有腔室3 —端的壁厚來(lái)調(diào)整其靈敏度，壁厚越薄，靈敏度越大。
[0021]光纖9兩端的尾纖均從外殼I右端伸出，由于從同一端伸出，從而只需一套解調(diào)設(shè)備，即可同時(shí)使用多個(gè)壓力傳感器測(cè)試不同點(diǎn)的壓力，當(dāng)然本實(shí)用新型不限于此，光纖9兩端的尾纖也可以從不同端伸出。
[0022]上述實(shí)施例中彈性基座2連接有轉(zhuǎn)接口 5，使用時(shí)，便于安裝，可通過(guò)轉(zhuǎn)接口 5上的螺紋固定安裝，但是本實(shí)用新型不限于此，本實(shí)用新型也可以不安裝轉(zhuǎn)接口 5，直接投入油井使用，或者采用捆綁的方式進(jìn)行使用。
[0023]上述實(shí)施例中預(yù)緊光纖11的兩端通過(guò)彈性基座2外部設(shè)置的凸臺(tái)6進(jìn)行固定，但是本實(shí)用新型不限于此，也可以在彈性基座2的外壁上開(kāi)設(shè)凹槽，用以固定預(yù)緊光纖11的兩端，但是此種固定方式相較于采用凸臺(tái)6的固定方式，在承受同等壓力的情況下，其需要增大彈性基座2的壁厚，從而降低了本實(shí)用新型的靈敏性。
[0024]以上實(shí)施例只是闡述了本實(shí)用新型的基本原理和特性，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例限制，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:包括外殼，所述外殼的一端設(shè)置有開(kāi)口，外殼內(nèi)部設(shè)置有彈性基座，所述彈性基座與外殼之間設(shè)置有一定間隙，且彈性基座對(duì)應(yīng)外殼開(kāi)口的一端設(shè)置有腔室，其另一端為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述外殼內(nèi)位于彈性基座外部設(shè)置有光纖，所述光纖包括預(yù)緊光纖及兩端的尾纖，所述尾纖伸出外殼，所述預(yù)緊光纖上位于彈性基座具有腔室的一端設(shè)置有用于測(cè)量壓力的壓力光纖光柵，且預(yù)緊光纖上位于彈性基座實(shí)心結(jié)構(gòu)的一端設(shè)置有用于測(cè)量溫度的溫度光纖光柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述外殼由不銹鋼材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述彈性基座具有腔室一端的端頭設(shè)置有外螺紋，所述外殼具有開(kāi)口一端的端頭設(shè)置有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述彈性基座具有腔室一端的端頭連接有轉(zhuǎn)接口，所述轉(zhuǎn)接口上開(kāi)有與彈性基座腔室相連通的進(jìn)油口，且轉(zhuǎn)接口與彈性基座連接一端的端面與外殼的端面貼合，并設(shè)置有密封膠水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述彈性基座由彈簧鋼材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)接口與彈性基座螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述外殼內(nèi)位于彈性基座外部設(shè)置有兩個(gè)凸臺(tái)，所述凸臺(tái)上開(kāi)有用于固定預(yù)緊光纖的槽口，所述預(yù)緊光纖的兩端固定在凸臺(tái)的槽口內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵壓力傳感器，其特征在于:所述彈性基座的外部開(kāi)有兩個(gè)凹槽，所述預(yù)緊光纖的兩端固定在凹槽內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01L11/02GK203396535SQ201320474572
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】付婷, 龔元, 吳宇, 饒?jiān)平? 吳慧娟 申請(qǐng)人:無(wú)錫成電光纖傳感科技有限公司