一種單活塞阻尼式光纖差壓傳感器探頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器探頭結(jié)構(gòu)，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]差壓傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)中，主要用于測(cè)量設(shè)備、部件或流體在不同位置的壓力差，其廣泛應(yīng)用于尾氣壓差、氣體流量、液位高低、潔凈間監(jiān)測(cè)等檢測(cè)領(lǐng)域。現(xiàn)今，已出現(xiàn)采用不同原理的差壓傳感器，例如電阻式、電容式、電感式、節(jié)流器式、磁性液體式、MEMS式等，其中電阻式、電容式較為常見，其余類型由于實(shí)用性不強(qiáng)、局限性較大或仍處于概念期，并未得到推廣，但電阻式、電容式差壓傳感器也存在自身的缺點(diǎn)，在很多場(chǎng)合不能很好的勝任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:提供一種單活塞阻尼式光纖差壓傳感器探頭結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有差壓傳感器在很多場(chǎng)合并不適用，實(shí)用性不強(qiáng)，無法滿足實(shí)際壓差測(cè)量要求的問題。
本發(fā)明的方案如下:一種單活塞阻尼式光纖差壓傳感器探頭結(jié)構(gòu)，包括殼體，殼體為筒形結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞，活塞的兩端分別設(shè)置有一個(gè)彈簧，兩個(gè)彈簧的一端均固定于活塞上，殼體的兩端分別密封固定有端蓋，兩個(gè)彈簧的另一端分別固定于所對(duì)應(yīng)的端蓋上，兩個(gè)端蓋上的相對(duì)位置上分別開設(shè)有一個(gè)貫通所在端蓋的探頭插孔，兩個(gè)探頭插孔內(nèi)分別密封設(shè)置有透光片，兩個(gè)探頭插孔內(nèi)位于透光片的外側(cè)分別設(shè)置有指向活塞的光纖探頭，光纖探頭均與活塞的端面相垂直，活塞兩端與光纖探頭相對(duì)的位置處分別固定有反光片，殼體兩端的側(cè)壁上或兩個(gè)端蓋上分別開設(shè)有一個(gè)與殼體內(nèi)腔連通的流體通孔；
優(yōu)選地，兩個(gè)彈簧的結(jié)構(gòu)及規(guī)格均相同，在流體通孔均與外部大氣相連通的狀態(tài)下，活塞位于殼體的正中央位置，兩個(gè)彈簧均處于自然狀態(tài)，即彈簧無拉伸與壓縮形變；
優(yōu)選地，兩個(gè)探頭插孔均開設(shè)在所在端蓋的正中心位置，兩個(gè)探頭插孔、活塞三者同軸，自然狀態(tài)下，其中一個(gè)光纖探頭到該光纖探頭所對(duì)應(yīng)的反光片的距離與另一個(gè)光纖探頭到另一個(gè)反光片的距離相同；
優(yōu)選地，透光片為玻璃片，透光片均設(shè)置于探頭插孔位于端蓋內(nèi)側(cè)的端口處；
優(yōu)選地，探頭插孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭分別旋緊固定于探頭插孔內(nèi)；
優(yōu)選地，端蓋的中部設(shè)置有伸入殼體內(nèi)的凸起部，凸起部與殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，凸起部上沿殼體的長度方向開設(shè)有彈簧定位槽，彈簧定位槽為環(huán)形槽，且彈簧定位槽的內(nèi)徑小于等于彈簧內(nèi)徑，彈簧定位槽外徑大于等于彈簧的外徑，彈簧的一端伸在并固定于彈簧定位槽內(nèi)；
優(yōu)選地，凸起部是與殼體內(nèi)徑相匹配的圓柱形結(jié)構(gòu)；
優(yōu)選地，兩個(gè)流體通孔分別開設(shè)于殼體兩端的側(cè)壁上，每個(gè)流體通孔與位于該端的端蓋上的凸起部相對(duì)應(yīng)，凸起部上對(duì)應(yīng)流體通孔的位置處開設(shè)有與彈簧定位槽相連通的通孔，流體依次通過流體通孔和通孔流入到殼體內(nèi)部的腔室內(nèi)； 優(yōu)選地，活塞與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，端蓋與殼體的內(nèi)壁之間也設(shè)置有密封圈；
優(yōu)選地，活塞的材質(zhì)為硬質(zhì)合金；
光纖探頭的光纖束由入射光纖和接收光纖集合鎧裝而成，入射光纖另一端與光源對(duì)接，用以耦合入射光，接收光纖出射端與光敏元件連接，輸出光強(qiáng)度信號(hào)。
[0004]傳感器探頭部分的工作原理為:通過兩個(gè)流體通孔分別通入兩種待測(cè)流體，當(dāng)左右兩側(cè)檢測(cè)腔內(nèi)的流體壓力相等時(shí)，活塞處于中部平衡位置，活塞上的軸向合力為零，活塞不產(chǎn)生軸向位移；當(dāng)活塞左右兩側(cè)檢測(cè)腔內(nèi)的流體存在壓力差時(shí)，活塞失去平衡，向壓力較低的一側(cè)滑動(dòng)，從而壓縮該側(cè)阻尼彈簧，另一側(cè)阻尼彈簧被拉伸，活塞運(yùn)動(dòng)到一個(gè)新的軸向合力為零的平衡位置?；钊幱谥胁科胶馕恢脮r(shí)，傳感器兩側(cè)相同結(jié)構(gòu)的光纖束與活塞端面反光片之距離相等，從而兩光纖束接收光纖的輸出光信號(hào)強(qiáng)度相等，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理計(jì)算后輸出值為I ;活塞向低壓一側(cè)滑動(dòng)后，低壓側(cè)光纖束與活塞端面反光片距離減小，接收光纖的輸出光信號(hào)強(qiáng)度減弱，而高壓側(cè)光纖束與活塞端面反光片距離增大，接收光纖的輸出光信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理計(jì)算后輸出值將成倍變化，從而提高了檢測(cè)靈敏度。通過最終輸出值大小的變化，即可判斷出傳感器兩檢測(cè)腔內(nèi)流體之間的壓力差大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同位置壓力差的檢測(cè)。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要優(yōu)點(diǎn)如下:經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論研宄與實(shí)驗(yàn)分析可知，該傳感器探頭具有較小的結(jié)構(gòu)、較高的精確度與可靠性、較好的適應(yīng)性與互換性等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用性極強(qiáng)，輸出信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理計(jì)算后輸出值將成倍變化，從而提高了檢測(cè)靈敏度，該傳感器能適用于多個(gè)壓差檢測(cè)場(chǎng)合。
[0006]同時(shí)，該差壓傳感器探頭采用活塞式結(jié)構(gòu)作為壓力探測(cè)器件，在遇到流體壓力時(shí)，活塞是平移運(yùn)動(dòng)，僅需根據(jù)活塞的平移量即可計(jì)算出流體壓力差，對(duì)于光纖傳感的要求更低，計(jì)算和測(cè)量更為簡(jiǎn)單，且活塞結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，不易受外界干擾，不易損壞，使用壽命更為長久，使得傳感器的可靠性、適應(yīng)性及互換性都有了較大進(jìn)步，適宜用作流體差壓的測(cè)量；傳感器的強(qiáng)度補(bǔ)償原理更為簡(jiǎn)單，實(shí)用性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，
實(shí)施例:
參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種單活塞阻尼式光纖差壓傳感器探頭結(jié)構(gòu)，包括殼體1，殼體I為筒形結(jié)構(gòu)，殼體I內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有活塞2，活塞2的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，活塞2與殼體I的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈8，活塞2的兩端分別設(shè)置有一個(gè)彈簧4，兩個(gè)彈簧4的一端均固定于活塞2上，且活塞2與兩個(gè)彈簧4同軸，殼體I的兩端分別密封固定有端蓋3，兩個(gè)彈簧4的另一端分別固定于所對(duì)應(yīng)的端蓋3上，兩個(gè)彈簧4的結(jié)構(gòu)及規(guī)格均相同，在流體通孔7均與外部大氣相連通的狀態(tài)下