[发明专利]光纤光栅高温高压传感器

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及到用于对油气井中温度、压力进行检测的采用光纤光栅的高温高压传感器。

背景技术

光纤光栅传感器可以埋覆在被测物体和材料内部对压强、温度、应力、应变、流速、流量、粘度等诸多物理量进行接收转换成电信号输出的一种器件，其检测原理是由被测体上述物理量的变化而引起光纤光栅反射或透射光谱的波长偏移、相位变化、偏振态变化及强度变化，通过解调这些光谱变化而达到对被测物理量的检测目的。由于光纤光栅具有体积小、重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、易集成、结构简单等许多本质优点，从20世纪70年代问世以来，受到国内外的普遍关注。人们竭力探索光纤光栅在光通信及光传感方面的应用。美国、加拿大、日本和德国有较深入地研究和开发应用，在民用建筑工程、医疗、环保及航空测试等领域也有一些应用。

目前，国内外对温度压力检测的研究有很多方法，但适合较高压力和温度的适用方法，还未见报道过。

清华大学的赵勇等人曾提出利用置于自由弹性圆筒型压力换能器内的悬臂梁结构，实现压力与温度同时检测的光纤光栅传感器，这种温度压力传感器，结构比较复杂，所检测的温度范围不够高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述光纤光栅传感器的缺点，提供一种设计合理、结构简单、灵敏度高、对多参数进行动态在线检测的光纤光栅高温高压传感器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在内壁设有压力传感光栅的石英管的左端设置有左石英堵头、右端设置有右石英堵头，左石英堵头上设置有伸入到石英管内的左毛细钢管，右石英堵头上设置有伸入到石英管内的右毛细钢管，右毛细钢管的径向加工有孔，左毛细钢管内设置有与压力传感光栅连接的光纤，右毛细钢管内设置有温度传感光栅和与温度传感光栅相连接的光纤，右毛细钢管内的光纤穿出右毛细钢管的径向孔与压力传感光栅的另一端相连接。

本发明的温度传感光栅的波长为1520～1570nm，压力传感光栅的波长为1520～1570nm。

本发明的温度传感光栅的波长与压力传感光栅的波长不相同。

本发明的压力传感光栅的波长与温度传感光栅的波长之差为4nm。

本发明说的压力传感光栅设置在石英管内壁的轴向中点位置。

本发明的石英管的壁厚为0.8～1.5mm。

本发明将两根光纤光栅置于石英管内，构成温度、压力同时测量的光纤光栅传感器。经宽带光源照射后，各光纤光栅传感器光纤光栅的中心反射波长分别落在不同的波长区域，当被测物体的压力、温度等发生变化时，引起相应的光纤光栅在各自的波长区域内偏移，通过偏移量最后得到所要检测的温度和压力。

附图说明

图1是发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的光纤光栅高温高压传感器由左毛细钢管1、左石英堵头2、温度传感光栅3、右石英堵头4、右毛细钢管5、光纤6、压力传感光栅7、石英管8联接构成。