專利名稱：膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及 一 種 膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器。
背景技術(shù)：
光纖傳感器與對應(yīng)的常規(guī)傳感器相比，在靈敏度、
動(dòng)態(tài)范圍、可靠性等方面具有明顯的優(yōu)勢，在建筑、
石油、軍事應(yīng)用領(lǐng)域顯得尤為突出,
光纖壓強(qiáng)傳感器是利用光纖的傳光特性以及它與
周圍環(huán)境相互作用產(chǎn)生的種種調(diào)制效應(yīng)，探測周圍環(huán)
境壓強(qiáng)的儀器。它與傳統(tǒng)的壓強(qiáng)傳感器相比，有以下
主要優(yōu)勢壓強(qiáng)靈敏度高、不受電磁干擾、重里輕、
耐高溫、結(jié)構(gòu)小巧、可靠型高，以及兼具信息傳感及
光信息傳輸于一身等優(yōu)點(diǎn)。
鑒于光纖壓強(qiáng)傳感器的如上技術(shù)優(yōu)勢，可滿足各
發(fā)達(dá)國家在石油、軍事等領(lǐng)域的要求，目前己經(jīng)在此
方面積極展開研究。
在常見的強(qiáng)度調(diào)制型、數(shù)字式、光纖光柵式光纖 壓強(qiáng)傳感器中，光纖光柵式光纖壓強(qiáng)傳感器是目前的 主要研究方向。
傅海威等人報(bào)道了一種光纖光柵壓力傳感器，是 采用在將光纖光柵粘接在圓形膜片上進(jìn)行增敏的辦
法，通過圓片在周向上的應(yīng)變來帶動(dòng)光纖光柵產(chǎn)生
應(yīng)變，從而檢測壓強(qiáng)這樣制作的光纖壓強(qiáng)傳感器的
受到封裝工藝的影響比較大膠層不均勻會(huì)使光纖受
力不均勻，易產(chǎn)生啁啾;傳感器的靈敏度不易調(diào)整，
并且對于溫度的變化較為敏感
因此，如何減小封裝難度，方便的控制傳感器的
靈敏度，同時(shí)消除溫度敏感是光纖壓強(qiáng)傳感器走向?qū)?br> 用化必需，決的重要技術(shù)之—。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要巨的在于提供一種光纖
壓強(qiáng)傳感器，以減小光纖壓強(qiáng)傳感器的封裝工藝難度， 方便的控制傳感器的靈敏度，并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)
的-
本發(fā)明一種膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于， 包括
一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強(qiáng)傳感器的主體， 該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；
—^膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐
筒的下端；
光纖光恤 棚，該光纖光柵固定在膜片的上面，該
光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；
端蓋，該端蘭 皿蓋合于支撐筒的上面；
溫度補(bǔ)償光纖光柵，該溫度補(bǔ)償光纖光柵固定
在端蓋的下面，該溫度補(bǔ)償光纖光柵的尾纖穿過支撐
筒側(cè)J壁上的一圓孔
其中所述的光纖光柵是粘接固定于膜片的上面。
其中所述的膜片的上面固定有第一凸臺(tái)和笛 —凸
臺(tái)，所述的光纖光艦 微的兩端是粘接固定亍第—凸臺(tái)和
第—凸臺(tái)上。
其中所述的支撐筒側(cè)壁上的圓孔處進(jìn)一步安裝兩
圓柱形接頭，用于引出光纖光柵和溫度補(bǔ)償光纖光艦 挪
的尾纖。
其中所述的膜片與支撐筒為分體結(jié)構(gòu)或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)。
其中所述的端蓋與支撐筒通過螺栓固定或粘接固定。
其中所述的支撐筒與端蓋聯(lián)接處以及圓柱型接頭 內(nèi)涂有高強(qiáng)度密封膠，使支撐筒內(nèi)部構(gòu)成密閉的空氣 腔。
其中所述的端蓋與支撐筒的材料的熱膨脹系數(shù)相同。
本發(fā)明的有益效果是
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益 效果
1 、工藝簡單。通過將光纖光柵粘接于凸臺(tái)和金 屬表面進(jìn)行壓強(qiáng)檢測和溫度補(bǔ)償減小了工藝難度，使 得工藝 一 致性易于保證。
2 、可靠性高，重復(fù)性好。用于檢測壓強(qiáng)的光纖 光柵粘接于膜片上的兩凸臺(tái)上，避免了對光纖光柵的 直接粘接，消除了啁啾效應(yīng)。
3、聲壓靈敏度便于控制?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)兩凸臺(tái) 之間的距離、膜片的厚度、半徑等幾何參數(shù)或者彈性 模量等材料參數(shù)等來調(diào)節(jié)光纖壓強(qiáng)傳感器的靈敏度。
4、消除了外界溫度變化的影響o 通過溫度補(bǔ)償
光纖光樹進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，使傳感器因外界溫度變化
引起的偏差被剔除掉


為進(jìn)—步說明本發(fā)明的
實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后
圖1為本發(fā)明的膜片式
面不意目
圖2為本發(fā)明另一實(shí)施
具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合
，其中
光纖壓強(qiáng)傳感器的結(jié)構(gòu)剖 例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、
白，以下結(jié)合具體實(shí)施例一步詳細(xì)說明
如圖1所示，圖I為
強(qiáng)傳感器的結(jié)構(gòu)剖面示意
支撐筒10該支撐筒1
該支撐筒10為一筒狀，
孔11 ;—膜片20 ，該
底部，以封閉支撐筒10
技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明 ，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)
本發(fā)明提供的膜片式光纖壓
圖。該壓強(qiáng)傳感器包括--0為光纖壓強(qiáng)傳感器的主體， 其下端側(cè)壁的同軸處開有圓
膜片2 0位于支撐筒1 0的 的下端，該膜片2 0的上面固定有第—凸臺(tái)2 l和第二凸臺(tái)2 2;--光纖兀娜4
0 ， 該光纖光柵4 0固定在膜片2 O的上面，該光纖光柵40的尾纖穿過支撐筒1 0側(cè)壁上的圓孔i i;
端蓋30，該端蓋3 0蓋合于支撐筒1 0的上面
一溫度補(bǔ)償光纖光柵5 0 ，該溫度補(bǔ)償光纖光柵50
固定在端蓋3 0的下面，該溫度補(bǔ)償光纖光孤 挪5 0的
尾纖穿過支撐筒1 0側(cè)壁上的 一 圓孔1 1 。
膜片2 0的上面固定有第一凸臺(tái)2 l和第二凸臺(tái)
2 2 ，所述的光纖光柵4 O的兩端是粘接固定于第一
凸臺(tái)2和第二凸臺(tái)2 2上。
支撐筒1 0側(cè)壁上的圓孔1 1處進(jìn) 一 步安裝—圓
柱形接頭1 3，用于引出光纖光柵4 O和溫度補(bǔ)償光
纖光柵50的尾纖。
膜片2 0與支撐筒1 O為分體結(jié)構(gòu)或?yàn)椤w結(jié)構(gòu)。
端蓋3 0與支撐筒1 O通過螺栓固定或粘接固定。
支撐筒l 0與端蓋3 O聯(lián)接處以及圓柱型接頭i
3內(nèi)涂有高強(qiáng)度密封膠，使支撐筒i o內(nèi)部構(gòu)成密閉
的空氣腔。端蓋3 0與支撐筒1 0的側(cè)壁具有足夠的
剛度抵抗外界的壓強(qiáng)，膜片2 O的厚度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于
支撐筒工0側(cè)壁的厚度，因而對外界壓強(qiáng)敏感，作為
傳感元件。
當(dāng)外界有壓強(qiáng)作用于傳感器上時(shí)，膜片20發(fā)生
形變，向內(nèi)彎曲，第凸臺(tái)2 1與第二凸臺(tái)22之間
的距離發(fā)生改變，帶動(dòng)粘接在其上的光纖光柵40產(chǎn)
生拉應(yīng)變，從而引起光柵反射波長的變化。對于光纖
業(yè)恤 兀w，其反射波長的變化量與所受應(yīng)變成正比，故通
過檢測波長的變化可以得到外界壓強(qiáng)的大小。
對于相同大小的外界壓強(qiáng)，第 一 凸臺(tái)2 1和笛 — ---
凸臺(tái)22之間的距離不同時(shí)，在光纖光柵上產(chǎn)生的應(yīng)
變也不同，因此可以通過調(diào)整第一凸臺(tái)2 l和第二凸
臺(tái)22之間的距離來改變光纖壓強(qiáng)傳感器的靈！致度。
端蓋3 0與支撐筒1 0采用熱膨脹系數(shù)相同的材
料制作，當(dāng)外界的溫度發(fā)生變化時(shí)，由于溫度變化引
起的光纖光柵反射波長的變化對于傳感光纖光柳 微4 0
和溫度補(bǔ)償光纖光柳50是相同的，故可以通過相減
消除溫度變化的影響。
同時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)膜片2 0的厚度、半徑等幾
何參.似， 數(shù)或者彈性模且 里等材料參數(shù)等來調(diào)節(jié)光纖壓強(qiáng)傳
感器的靈敏度。
請參閱圖2 ，為本發(fā)明另 一 實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面示
意圖其中該實(shí)施例與圖1所示實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本相
同，不同之處在于，其中的傳感光纖光柵4 0'直接粘
接固定在膜片2 0上。該實(shí) 施例的目的。
以上所述的具體實(shí)施例 方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 是，以上所述僅為本發(fā)明的 于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明 的任何修改、等同替換、改 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
施例同樣可以達(dá)到刖—實(shí)
，對本發(fā)明的巨的、技術(shù)
步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的
具體實(shí)施例而已，并不用
的精神和原則之內(nèi)所做
進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明
權(quán)利要求
1. 一種膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強(qiáng)傳感器的主體，該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；一膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐筒的下端；一光纖光柵，該光纖光柵固定在膜片的上面，該光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；一端蓋，該端蓋蓋合于支撐筒的上面；一溫度補(bǔ)償光纖光柵，該溫度補(bǔ)償光纖光柵固定在端蓋的下面，該溫度補(bǔ)償光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的一圓孔。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳器，其特征在于，其中所述的光纖光做是粘接固定膜片的上面。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳器，其特征在于，其中所述的膜片的上面固定有第凸臺(tái)和第二凸臺(tái)，所述的光纖光柳 做的兩端是粘接固于第一凸臺(tái)和第二凸臺(tái)上
4 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，其中所述的支撐筒側(cè)壁上的圓孔處進(jìn)—步安裝兩圓柱形接頭，用于引出光纖光微和溫度補(bǔ)償光纖業(yè)孤 兀娜的尾纖
5 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，其中所述的膜片與支撐筒為分體結(jié)構(gòu)或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu)。
6 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，其中所述的端蓋與支撐筒通過螺栓固定或粘接固定。
7 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，其中所述的支撐筒與端生聯(lián)接處以及圓柱型接頭內(nèi)涂有高強(qiáng)度密封膠，使支撐筒內(nèi)部構(gòu)成密閉的空氣腔。
8 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，其中所述的端蘭 皿與支撐筒的材料的擲膨脹系數(shù)相同。
全文摘要
一種膜片式光纖壓強(qiáng)傳感器，其特征在于，包括一支撐筒，該支撐筒為光纖壓強(qiáng)傳感器的主體，該支撐筒為一筒狀，其下端側(cè)壁的同軸處開有一圓孔；一膜片，該膜片位于支撐筒的底部，以封閉支撐筒的下端；一光纖光柵，該光纖光柵固定在膜片的上面，該光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的圓孔；一端蓋，該端蓋蓋合于支撐筒的上面；一溫度補(bǔ)償光纖光柵，該溫度補(bǔ)償光纖光柵固定在端蓋的下面，該溫度補(bǔ)償光纖光柵的尾纖穿過支撐筒側(cè)壁上的一圓孔。
文檔編號(hào)G01L1/24GK101206149SQ20061016553
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者劉育梁, 張文濤, 芳 李 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所