一種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其包括陶瓷外殼、碳纖維材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼內(nèi)。本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器能迅速準(zhǔn)確地感應(yīng)來自不同方向的壓力信號(hào)，直接將壓力信號(hào)準(zhǔn)確的傳遞給球體內(nèi)的光纖，提高了傳感器的應(yīng)變傳遞率和壓力敏感度，大大減小了測(cè)量時(shí)的誤差，降低了成本。
【專利說明】-種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種壓力傳感器，具體涉及一種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力 傳感器，屬于光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 近年來，光纖傳感器因具有靈敏度高，體積小，抗電磁干擾，無需供電等獨(dú)特的優(yōu) 點(diǎn)而備受矚目。對(duì)于易燃易爆環(huán)境下的壓力實(shí)時(shí)檢測(cè)，傳統(tǒng)的壓電傳感器由于產(chǎn)生電信號(hào) 容易引發(fā)燃燒爆炸，因此不適合在此環(huán)境下應(yīng)用。光纖壓力傳感器因其傳輸和傳感的都是 光信號(hào)而不受此限制。
[0003] 在光纖壓力傳感系統(tǒng)中使用的壓力傳感器有Fabry-Perot型、光纖光柵型、拉曼 和布里淵分布式光纖型等。其中，F(xiàn)abry-Perot型壓力傳感器具有高的靈敏度和溫度穩(wěn)定 性，但傳感器內(nèi)部的薄膜操作時(shí)極易破碎，且測(cè)試分析比較復(fù)雜。光纖光柵壓力傳感器是目 前采用較多的光纖壓力傳感器，但其封裝工藝復(fù)雜，封裝材料的選擇和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接決 定了傳感器的靈敏度和測(cè)量準(zhǔn)確性，且光纖光柵的應(yīng)變和溫度交叉敏感問題也額外增加了 溫度補(bǔ)償?shù)某杀尽?br> [0004] 近年來，有使用拉曼和布里淵分布式光纖傳感進(jìn)行管道檢測(cè)的，但這兩種方式都 是對(duì)管道外壁進(jìn)行檢測(cè)，通過溫度變化和靜態(tài)形變來判斷管道的泄漏情況，存在一定的局 限性，并且成本昂貴，對(duì)于已建設(shè)的管道，光纖的敷設(shè)也是一個(gè)不易解決的難題。
[0005] 因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光 纖壓力傳感器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn) 確且使用壽命長的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種用于管道檢測(cè)的橢球形光 纖壓力傳感器，其包括陶瓷外殼、碳纖維材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐 殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼 內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固 定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼 內(nèi)。
[0008] 本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器進(jìn)一步設(shè)置為：所述陶瓷外 殼呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔。
[0009] 本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器進(jìn)一步設(shè)置為：所述彈性填 充層具體為聚氨酯材質(zhì)的彈性填充層。
[0010] 本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器進(jìn)一步設(shè)置為：所述光纖固 定支撐殼體的底部為半球殼體，曲率半徑為15mm ;頂部為半橢球殼體，曲率半徑為11. 2mm ; 其從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連；所述彈簧抵接在左右兩部分光纖固定支 撐殼體之間。
[0011] 本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器還設(shè)置為：所述光纖上固定 有尾纖護(hù)套，該尾纖護(hù)套粘接于陶瓷外殼、碳纖維材料層上，其一部分延伸入陶瓷外殼內(nèi)， 一部分延伸出碳纖維材料層外。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的 橢球形光纖壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長，其能迅速準(zhǔn)確地感應(yīng)來自不同方向 的壓力信號(hào)，直接將壓力信號(hào)準(zhǔn)確的傳遞給球體內(nèi)的光纖，提高了傳感器的應(yīng)變傳遞率和 壓力敏感度，大大減小了測(cè)量時(shí)的誤差，降低了成本。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2是本實(shí)用新型在進(jìn)行管道泄漏檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0015] 請(qǐng)參閱說明書附圖1所示，本實(shí)用新型為一種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳 感器，其由陶瓷外殼1、碳纖維材料層2、彈性填充層3、陶瓷底座4以及光纖固定支撐殼體5 等幾部分組成。
[0016] 其中，所述陶瓷外殼1呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔，有利于管道內(nèi)的氣 體或液體通過陶瓷外殼1表面的孔滲透到內(nèi)部，當(dāng)管道內(nèi)氣體或液體壓力變化時(shí)，導(dǎo)致陶 瓷殼體1內(nèi)部的彈性填充層3發(fā)生彈性形變。
[0017] 所述碳纖維材料層2包覆于陶瓷外殼1的外表面，其透水透氣，防震抗摔，用于保 護(hù)陶瓷殼體1。
[0018] 所述陶瓷底座4設(shè)置于陶瓷外殼1內(nèi)的底部。
[0019] 所述光纖固定支撐殼體5置于陶瓷底座4上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖7。所 述光纖固定支撐殼體5還固定一根彈簧6。具體的說，所述光纖固定支撐殼體5是由復(fù)合 材料制成的中空結(jié)構(gòu)，底部為半球殼體，曲率半徑為15mm，頂部為半橢球殼體，曲率半徑為 11. 2_，從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連。所述彈簧6抵接在左右兩部分光 纖固定支撐殼體5之間。當(dāng)傳感器置于壓力管道內(nèi)時(shí)，傳感器處于正常狀態(tài)，光纖固定支撐 殼體5受管道內(nèi)壓力作用，呈開啟狀態(tài)，當(dāng)管道壓力減小，彈簧6使光纖固定支撐殼體5向 中間閉合。
[0020] 進(jìn)一步的，所述光纖固定支撐殼體5頂部橢球的半徑數(shù)值為傳感光纖的臨界曲率 半徑。所述臨界曲率半徑根據(jù)如下公式計(jì)算得到：
【權(quán)利要求】
1. 一種用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：包括陶瓷外殼、碳纖維 材料層、彈性填充層、陶瓷底座以及光纖固定支撐殼體；其中，所述碳纖維材料層包覆于陶 瓷外殼的外表面；所述陶瓷底座設(shè)置于陶瓷外殼內(nèi)的底部；所述光纖固定支撐殼體置于陶 瓷底座上，其表面凹槽內(nèi)盤置一根光纖，其內(nèi)還固定一根彈簧；所述彈性填充層填充于光纖 固定支撐殼體、陶瓷底座外，并收容于陶瓷外殼內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述陶 瓷外殼呈橢球形，其表面布置有呈蜂窩狀的孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述彈 性填充層具體為聚氨酯材質(zhì)的彈性填充層。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述 光纖固定支撐殼體的底部為半球殼體，曲率半徑為15mm ;頂部為半橢球殼體，曲率半徑為 11. 2_ ;其從中間一分為二，由左右兩部分組成，底部相連；所述彈簧抵接在左右兩部分光 纖固定支撐殼體之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于管道檢測(cè)的橢球形光纖壓力傳感器，其特征在于：所述光 纖上固定有尾纖護(hù)套，該尾纖護(hù)套粘接于陶瓷外殼、碳纖維材料層上，其一部分延伸入陶瓷 外殼內(nèi)，一部分延伸出碳纖維材料層外。
【文檔編號(hào)】G01L11/02GK204115940SQ201420435734
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月3日
【發(fā)明者】王東方 申請(qǐng)人:王東方