[发明专利]基于光纤光栅的磁力传动差压传感器实现的液体压差的传感方法

摘要

基于光纤光栅的磁力传动差压传感器实现的液体压差的传感方法，属于光纤光栅应变传感技术领域。解决了现有压差传感方法存在传感功能性失灵的风险性高的问题。管道上的高、低压孔流出的液体产生的液压差作用在高压隔离膜片和低压隔离膜片上，使高压隔离膜片、低压隔离膜片产生形变，且该形变使2号圆筒内的高温硅油推动中心测量弹性膜片的中心进行轴向移动，使中心测量弹性膜片发生形变，并带动1号强磁铁移动，使2号强磁铁跟随1号强磁铁同步移动，2号强磁铁的移动使弹性悬臂梁弯曲，使带有温度补偿的光纤光栅发生形变，带有温度补偿的光纤光栅输出的信号通过解调仪送至计算机，完成对液体压差信息的传送。本发明主要应用在液体压差传感领域。

主权项

基于光纤光栅的磁力传动差压传感器实现的液体压差的传感方法，所述的光纤光栅的磁力传动差压传感器包括1号非金属圆筒(1)、2号圆筒(2)、1号过载保护机构(5‑1)、2号过载保护机构(5‑2)、3号过载保护机构(5‑3)、4号过载保护机构(5‑4)、高压隔离膜片(6‑1)、低压隔离膜片(6‑2)、中心测量弹性膜片(7)、1号强磁铁(8‑1)、2号强磁铁(8‑2)、弹性悬臂梁(9)和带有温度补偿的光纤光栅(10)；1号过载保护机构(5‑1)、2号过载保护机构(5‑2)、3号过载保护机构(5‑3)、4号过载保护机构(5‑4)、高压隔离膜片(6‑1)、低压隔离膜片(6‑2)、中心测量弹性膜片(7)和1号强磁铁(8‑1)均位于2号圆筒(2)内，2号圆筒(2)的底面设有高压液体入口(3)，顶面设有低压液体入口(4)，1号过载保护机构(5‑1)、2号过载保护机构(5‑2)和3号过载保护机构(5‑3)均为圆形结构，1号过载保护机构(5‑1)、2号过载保护机构(5‑2)和3号过载保护机构(5‑3)依次沿2号圆筒(2)的顶面至底面的方向固定在2号圆筒(2)内，且1号过载保护机构(5‑1)、2号过载保护机构(5‑2)和3号过载保护机构(5‑3)上均设有通孔，低压隔离膜片(6‑2)嵌入在2号圆筒(2)内，且位于低压液体入口(4)和1号过载保护机构(5‑1)之间，1号过载保护机构(5‑1)用于对低压隔离膜片(6‑2)进行过载保护；高压隔离膜片(6‑1)嵌入在2号圆筒(2)内，且位于高压液体入口(3)和3号过载保护机构(5‑3)之间，3号过载保护机构(5‑3)用于对高压隔离膜片(6‑1)进行过载保护；中心测量弹性膜片(7)位于2号过载保护机构(5‑2)和3号过载保护机构(5‑3)之间，且中心测量弹性膜片(7)的膜片边缘与2号圆筒(2)的内壁固定连接，1号强磁铁(8‑1)通过刚性杆与中心测量弹性膜片(7)的中心垂直固定连接，且刚性杆穿过2号过载保护机构(5‑2)的通孔，4号过载保护机构(5‑4)嵌套在刚性杆外，与刚性杆固定连接，且4号过载保护机构(5‑4)位于2号过载保护机构(5‑2)和中心测量弹性膜片(7)之间，2号过载保护机构(5‑2)用于对4号过载保护机构(5‑4)进行过载保护，1号非金属圆筒(1)垂直嵌入在2号圆筒(2)的侧壁内，且位于1号过载保护机构(5‑1)和2号过载保护机构(5‑2)之间，2号强磁铁(8‑2)、弹性悬臂梁(9)和带有温度补偿的光纤光栅(10)均位于1号非金属圆筒(1)内，弹性悬臂梁(9)的一端吊装在1号非金属圆筒(1)的顶面上，另一端固定有2号强磁铁(8‑2)，且2号强磁铁(8‑2)与1号强磁铁(8‑1)异性相对设置，带有温度补偿的光纤光栅(10)黏贴在弹性悬臂梁(9)的侧壁上，2号强磁铁(8‑2)与1号强磁铁(8‑1)之间的垂直距离的范围为3mm至5mm；其特征在于，该液体压差的传感方法包括如下步骤，首先，宽带光源发出的光经光耦合器入射至带有温度补偿的光纤光栅(10)，经带有温度补偿的光纤光栅(10)反射后，又经光耦合器进入光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪用于记录反射光的波长，光纤光栅解调仪输出的结果在计算机上显示并存储；其次，在2号圆筒(2)内充入高温硅油，使圆筒(2)内的高温硅油趋近于充满状态，最后，在液体流经方向的管道上开两个孔，液体流经的第一个孔为高压孔，液体流经的第二个孔为低压孔，将管道上的高压孔与2号圆筒(2)的高压液体入口(3)连通，管道上的低压孔与2号圆筒(2)的低压液体入口(4)连通，管道上的高、低压孔流出的液体产生的液压差作用在高压隔离膜片(6‑1)和低压隔离膜片(6‑2)上，使高压隔离膜片(6‑1)、低压隔离膜片(6‑2)产生形变，且该形变使2号圆筒(2)内的高温硅油推动中心测量弹性膜片(7)的中心进行轴向移动，使中心测量弹性膜片(7)发生形变，并带动1号强磁铁(8‑1)移动，因1号强磁铁(8‑1)和2号强磁铁(8‑2)异性相吸，使2号强磁铁(8‑2)跟随1号强磁铁(8‑1)同步移动，2号强磁铁(8‑2)的移动使弹性悬臂梁(9)弯曲，使带有温度补偿的光纤光栅(10)发生形变，带有温度补偿的光纤光栅(10)输出的信号通过解调仪送至计算机，完成对液体压差信息的传送。