一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器探頭的制作方法
【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)測等檢測領(lǐng)域?，F(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:提供一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器探頭，以解決現(xiàn)有差壓傳感器在很多場合并不適用，實(shí)用性不強(qiáng)，無法滿足實(shí)際壓差測量要求的問題。
本發(fā)明的方案如下:一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器探頭，包括殼體，殼體為筒形結(jié)構(gòu)，殼體的兩端分別密封設(shè)置有端蓋，殼體內(nèi)部的中間位置設(shè)置有將殼體內(nèi)部密封分隔為左右兩個(gè)腔室的隔板，隔板兩側(cè)的殼體上分別設(shè)置流體通孔，隔板兩側(cè)的腔室內(nèi)分別密封滑動設(shè)置有一個(gè)活塞，每個(gè)活塞與該活塞所在一側(cè)的端蓋之間還設(shè)置有彈簧，每個(gè)端蓋上還設(shè)置有一個(gè)貫通端蓋的探頭安置孔，且探頭安置孔均與該探頭安置孔所對應(yīng)的活塞相垂直，每個(gè)探頭安置孔內(nèi)均設(shè)置有光纖探頭，活塞上正對光纖探頭的位置處設(shè)置有反光片。
[0004]為了避免彈簧對傳感器的影響，保證傳感器探頭的最佳效果，每個(gè)彈簧的兩端均固定于該彈簧兩端所對應(yīng)的活塞和端蓋上，所述兩個(gè)彈簧以及兩個(gè)活塞的形狀、規(guī)格和性能參數(shù)均相同，在殼體沿水平放置，且流體通孔均與空氣相連通的狀態(tài)下，兩個(gè)彈簧均處于自然狀態(tài)，即兩個(gè)彈簧無拉伸與壓縮形變；
為保證探頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，隔板與殼體為一體式結(jié)構(gòu)或隔板密封固定于殼體內(nèi)；為保證光纖探頭的傳感效果，殼體為圓筒形結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)位于隔板兩側(cè)的腔室相對于隔板對稱設(shè)置，兩個(gè)活塞及兩個(gè)彈簧也分別相對于隔板對稱設(shè)置，隔板兩側(cè)的流體通孔也相對于隔板對稱，流體通孔上均設(shè)置有過濾網(wǎng)；
為保證兩端光纖探頭與反光片之間的距離平衡，兩個(gè)探頭安置孔均開設(shè)在所在端蓋的正中心位置，兩個(gè)探頭安置孔及兩個(gè)活塞四者同軸，自然狀態(tài)下，即兩個(gè)彈簧無拉伸與壓縮形變時(shí)，其中一個(gè)光纖探頭到該光纖探頭所對應(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；
為保護(hù)光纖探頭，同時(shí)不影響光纖探頭的使用效果，光纖探頭與反光片之間還設(shè)置有透光片，透光片為玻璃片，透光片均設(shè)置于兩個(gè)探頭安置孔位于兩個(gè)端蓋內(nèi)側(cè)的端口處；作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，探頭安置孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，光纖探頭分別旋緊固定于探頭安置孔內(nèi)；
為保證傳感器的使用壽命和使用效果，活塞的材質(zhì)為硬質(zhì)合金，活塞與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈，防止流體經(jīng)活塞邊緣流入彈簧所在腔室；為避免活塞移動時(shí)彈簧所在腔室內(nèi)氣壓升高影響檢測效果，兩端的端蓋上還分開設(shè)有貫通端蓋的壓力補(bǔ)償孔。
[0005]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接，用以耦合入射光，接收光纖出射端與光電探測器連接，輸出光強(qiáng)度信號，當(dāng)活塞兩側(cè)壓力不同使兩個(gè)活塞產(chǎn)生的位移不同，進(jìn)而使光纖束與反光片距離發(fā)生變化，造成兩個(gè)輸出光信號的強(qiáng)度不同，光電探測器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號，該信號經(jīng)過放大整流濾波等處理環(huán)節(jié)后輸入到信號處理器中，配合相應(yīng)的算法計(jì)算，可以得出兩檢測位置的流體壓力差。
[0006]傳感器探頭部分的工作原理為:①當(dāng)傳感器探頭未工作時(shí)，左右兩側(cè)檢測腔內(nèi)無流體流入，兩活塞處于初始位置，此時(shí)兩側(cè)阻尼彈簧均處于自然狀態(tài)(無拉伸與壓縮形變)，活塞不產(chǎn)生軸向位移。因此，傳感器兩側(cè)相同結(jié)構(gòu)的光纖探頭與活塞端面反光片之間的距離為初始距離，從而兩光纖探頭接收光纖的輸出光信號強(qiáng)度相等，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號處理計(jì)算后輸出值為O ;②當(dāng)傳感器探頭工作中，左右兩側(cè)檢測腔內(nèi)流體壓力相等時(shí)，此時(shí)兩側(cè)阻尼彈簧被壓縮相同的長度，活塞產(chǎn)生相同的軸向位移。因此，傳感器兩側(cè)光纖探頭與反光片之距離相等，從而兩光纖探頭接收光纖的輸出光信號強(qiáng)度相等，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號處理計(jì)算后輸出值亦為O ;③當(dāng)活塞左右兩側(cè)檢測腔內(nèi)的流體存在壓力差時(shí)，此時(shí)兩側(cè)阻尼彈簧被壓縮的長度不同，活塞產(chǎn)生的軸向位移也不同。因此，傳感器兩側(cè)光纖探頭與反光片之距離就會不相等，從而兩光纖探頭接收光纖的輸出光信號強(qiáng)度不等，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號處理計(jì)算后的輸出值大小即可反映兩側(cè)檢測腔內(nèi)流體的壓力差大小。
[0007]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，該傳感器具有結(jié)構(gòu)更小，精確度更高，可靠性、適應(yīng)性及互換性都有了較大進(jìn)步，實(shí)用性極強(qiáng)，輸出信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及信號處理計(jì)算后輸出值將成倍變化，從而提高了檢測靈敏度，該傳感器能適用于多個(gè)壓差檢測場合。
[0008]同時(shí)，該差壓傳感器探頭采用活塞式結(jié)構(gòu)作為壓力探測器件，在遇到流體壓力時(shí)，活塞是平移運(yùn)動，僅需根據(jù)活塞的平移量即可計(jì)算出流體壓力差，對于光纖傳感的要求更低，計(jì)算和測量更為簡單，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量；傳感器的強(qiáng)度補(bǔ)償原理更為簡單，實(shí)用性更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0009]圖1是該傳感器探頭結(jié)構(gòu)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，
實(shí)施例:
參照圖1，本實(shí)施例提供一種雙活塞對稱阻尼式光纖差壓傳感器探頭，包括殼體1