[发明专利]一种耐高温高压光纤力传感器

说明书

本发明公开了一种耐高温高压光纤力传感器，包括一体化测力部件、高温光纤应变片和推杆；一体化测力部件包括一体化加工的应变片下安装座和应变片上安装座；应变片下安装座和应变片上安装座均为T型结构，应变片下安装座的竖板自由端与应变片上安装座的竖板自由端相对设置，且两自由端之间存在间隙；一体化测力部件的顶板顶端开设有阶梯孔，一体化测力部件的顶板底端作为测力梁，试件安装在阶梯孔内，通过钢珠与测力梁接触；高温光纤应变片安装在应变片下安装座的竖板自由端与应变片上安装座的竖板自由端上。本发明提出的光纤力传感器能够在高温高压的条件下长期稳定工作，且抗电磁干扰能力强，测量精度高。

技术领域

本发明属于传感技术领域，具体涉及一种耐高温高压光纤力传感器。

背景技术

力是引起物质运动变化的直接原因，力传感器能检测张力、拉力、压力等力学量，在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，成为不可缺少的部件，同时，力传感器是各种结构件疲劳损伤、微动损伤等损伤检测的核心器件。核电设备中结构件材料的磨损导致发生故障相关的风险占整个核电站故障风险的75％。利用力传感器实现关键结构件材料的磨损测试对于保障核电设备关键部件的使用寿命和优化其结构设计，并且对及时掌握核电设备的安全状态具有重要的意义。

与传统的电学传感器相比，光纤传感器具有抗干扰能力强、体积小和分辨率高等优点，同时具有良好的多传感器复用能力，因此在航空航天、能源、建筑等工业和军事领域得到了广泛的应用。光纤法珀传感器是光纤传感器中的典型代表，随着各种高精度加工和装配技术的发展，出现了多种类型的光纤法珀传感器。

光纤法珀传感器可利用不同的形式构建法珀腔，传感器的形态灵活多变，可用于多种不同的测量环境，同时光纤法珀传感器结构简单，不易受环境的影响，分辨率高且解调速度较高，已广泛应用于各种生物、医学、航空、航天、核电等领域的检测。

现有光纤式测力传感器不能够长时间稳定工作在水环境下，体积大，不能够安装在核电设备的关键部件的受力部位，且抗电磁干扰能力弱；即现有光纤式测力传感器未考虑高温高压水环境下的特殊工作环境对光纤式力传感器性能的影响，因此现有的光纤式测力传感器不适用于高温高压水环境下的特殊工作环境，亟需提出一种适用于高温高压水环境的耐高温高压光纤力传感器。

发明内容

本发明提供了一种耐高温高压光纤力传感器，本发明提出的光纤力传感器能够在高温高压的条件下长期稳定工作，且抗电磁干扰能力强，测量精度高。

本发明通过下述技术方案实现：

一种耐高温高压光纤力传感器，包括一体化测力部件、高温光纤应变片和推杆；

其中，所述一体化测力部件包括一体化加工的应变片下安装座和应变片上安装座；

所述应变片下安装座和应变片上安装座均为T型结构，所述应变片下安装座的横板作为一体化测力部件的底板，所述应变片上安装座的横板作为一体化测力部件的顶板，所述应变片下安装座的竖板自由端与所述应变片上安装座的竖板自由端相对设置，且两自由端之间存在间隙；

所述一体化测力部件的顶板顶端开设有阶梯孔，所述一体化测力部件的顶板底端作为测力梁，试件安装在所述阶梯孔内，通过钢珠与所述测力梁接触；

所述高温光纤应变片安装在所述应变片下安装座的竖板自由端与所述应变片上安装座的竖板自由端上；

所述推杆与所述一体化测力部件的底板固定连接。

优选的，本发明的试件通过周向均匀设置的带波珠的螺钉进行夹持固定；

在所述试件与所述测力梁之间安装有压力，所述压片用于约束所述钢珠，使其不能滑动，但是可以转动。

优选的，本发明的一体化测力部件的左右两侧采用金属密封板密封。