[发明专利]一种光纤气体压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种光纤气体压力传感器的制备方法，所述光纤气体压力传感器包括宽带光源（1）、环形器（2）以及光纤光谱分析仪（3），所述环形器（2）具有进口端、出口端以及反馈端三个接口，所述环形器（2）的进口端和宽带光源（1）连接，所述环形器（2）的反馈端和光纤光谱分析仪（3）连接，其特征在于，所述环形器（2）的出口端和传感器连接，所述传感器均包括外壳（51）和嵌套于所述外壳（51）内的腔体（52），所述腔体（52）内安装有单模光纤（53）和空气腔（54）以及毛细管（57），所述单模光纤（53）的一侧连通有分光结构（55），所述空气腔（54）内弹性连接有作为弹性膜片感受压力的弹片（56），所述弹片（56）另一侧连接有所述毛细管（57），所述毛细管（57）的另一端连接有能够调节气体压力和温度的调节装置；

所述传感器分为上下对称的第一传感器（5）和第二传感器（6），所述第一传感器（5）和第二传感器（6）内均包括空气腔（54）和毛细管（57），所述调节装置包括气压调节器（7）和温度调节器（8），其中一个所述毛细管（57）的另一端和所述气压调节器（7）连接，另一个所述毛细管（57）的另一端和所述温度调节器（8）连接；

所述制备方法包括，在罩体（551）上开设通孔（553），在圆盘（552）体表上等距离开设若干透光孔（554），将罩体（551）和圆盘（552）焊接为一体形成分光结构（55）；

在弹片（56）未与毛细管（57）连接的一面进行抛光处理；

将单模光纤（53）与毛细管（57）放置在光纤熔接机的两端，在熔接机提供的两端应力作用下，毛细管（57）端面紧贴单模光纤（53）端面，在放电功率为45bit，放电时间为3s的熔接模式下进行连续放电，直至毛细管（57）的一部分膨胀为空气腔（54），并且在单模光纤（53）和毛细管（57）的熔接处形成毛细管薄层（58）；

在空气腔（54）内安装弹片（56），弹片（56）的一端和毛细管（57）连接；

将形成的空气腔（54）和单模光纤（53）安装在分光结构（55）的两侧，将单模光纤（53）、空气腔（54）、分光结构（55）和毛细管（57）以及毛细管薄层（58）安装在腔体（52）内，构成传感器，将该传感器封装在外壳（51）内。

2.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤（53）包括光纤纤芯（531）和包裹在所述光纤纤芯（531）外层的单模光纤包层（532），所述分光结构（55）包括罩体（551）和圆盘（552），所述罩体（551）的一侧开设有通孔（553），用于所述光纤纤芯（531）通过，所述圆盘（552）和所述罩体（551）的另一侧固定连接，所述圆盘（552）体表上等距离开设有若干透光孔（554）。

3.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述空气腔（54）为所述毛细管（57）在熔接机连续放电作用下部分膨胀而成，所述单模光纤（53）和毛细管（57）的熔接面形成毛细管薄层（58）。

4.根据权利要求3所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述毛细管薄层（58）包括毛细管薄层前壁（581）和毛细管薄层后壁（582）。

5.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述空气腔（54）包含空气腔后壁（541），对所述弹片（56）的底面进行抛光，可作为空气腔后壁（541）。

6.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述第一传感器（5）和第二传感器（6）均包括所述空气腔（54），且共用1个所述毛细管（57），所述毛细管（57）的另一端和所述气压调节器（7）或所述温度调节器（8）连接。

7.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述传感器为第一传感器（5）或第二传感器（6），所述第一传感器（5）或第二传感器（6）内仅有1个所述空气腔（54）和两个毛细管（57），所述毛细管（57）的另一端连接有所述气压调节器（7）和温度调节器（8）。

8.根据权利要求1所述的一种光纤气体压力传感器的制备方法，其特征在于，所述传感器为第一传感器（5）或第二传感器（6），所述第一传感器（5）或第二传感器（6）内仅有1个所述空气腔（54）和毛细管（57），所述毛细管（57）的另一端连接有转换接头（9），所述转换接头（9）用于插接所述气压调节器（7）或所述温度调节器（8）。