压力传感器及压力传感器的检测系统的制作方法

专利2023-02-26  154



1.本公开属于压力测量技术领域,特别涉及一种压力传感器及压力传感器的检测系统。


背景技术:

2.压力传感器作为传感器类别中最为重要的一种,其广泛应用于各种工业自控环境。比如水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等。
3.相关技术中,压力传感器一般为电磁压力传感器。电磁压力传感器一般包括受力元件(比如可以为金属或者半导体材料)。即电磁压力传感器是一种通过测量受力元件的应变来间接测量压力的传感器。当受力元件受到压力时,其长度和截面积都会发生改变,相应的,电阻值就会发生改变,这样便可通过获得电阻值的变化值进而来反推得到受力元件的应变,最终得到需要测量的压力。
4.然而,由于电磁压力传感器在使用时,需要用到电磁信号,所以易受到电磁信号干扰,降低检测精度,且布线方式复杂,使得不方便使用。


技术实现要素:

5.本公开实施例提供了一种压力传感器及压力传感器的检测系统,可以提高压力传感器的检测精度。所述技术方案如下:
6.本公开实施例提供了一种压力传感器,所述压力传感器包括受压组件、光纤光栅组件和外壳,所述受压组件包括压盘、传力杆和减震装置,所述传力杆的第一端与所述压盘的一侧连接,所述减震装置与所述传力杆的中部连接;所述光纤光栅组件包括第一光纤光栅、感应球和第一光纤,所述第一光纤光栅与所述第一光纤串接在一起,所述第一光纤与所述感应球的外壁相贴合,所述第一光纤的长度方向与所述传力杆的轴线方向垂直,所述感应球的第一侧与所述传力杆的第二端连接,沿着所述传力杆轴线方向上,所述感应球的第二侧与所述感应球第一侧分别位于所述感应球的中心点的两侧,所述第一光纤位于所述感应球的中心点与第二侧之间;所述压盘位于所述外壳之外,所述传力杆和所述减震装置均位于所述外壳内;所述光纤光栅组件位于所述外壳内。
7.在本公开的另一种实现方式中,所述光纤光栅组件还包括第二光纤光栅和第二光纤,所述第二光纤光栅与所述第二光纤串接在一起,所述第二光纤与所述感应球的外壁相贴合,所述第一光纤和所述第二光纤相互平行,在所述传力杆的轴线方向上,所述第一光纤和所述第二光纤分别位于所述感应球的中心点的两侧。
8.在本公开的另一种实现方式中,所述感应球为椭圆球,所述感应球的长轴方向与所述传力杆的轴线方向相同。
9.在本公开的另一种实现方式中,所述减震装置包括第一连接件、第二连接件和弹性伸缩杆,所述第一连接件与所述传力杆的中部连接,所述第二连接件与所述传力杆的中
部滑动连接,所述第二连接件与所述外壳的内壁连接,且所述第一连接件和所述第二连接件相互间隔布置,所述弹性伸缩杆位于所述第一连接件和第二连接件之间,所述弹性伸缩杆的两端分别与所述第一连接件和所述第二连接件铰接。
10.在本公开的另一种实现方式中,所述弹性伸缩杆为两根,两根所述弹性伸缩杆以所述传力杆的轴线为对称轴对称布置,所述弹性伸缩杆与所述传力杆之间呈夹角,且所述弹性伸缩杆的第一端与所述传力杆之间的距离小于所述弹性伸缩杆的第二端与所述传力杆之间的距离,所述弹性伸缩杆的第一端朝向所述第一连接件的一端,所述弹性伸缩杆的第二端为朝向所述第二连接件的一端,且所述第一连接件位于所述第二连接件与所述压盘之间。
11.在本公开的另一种实现方式中,所述弹性伸缩杆包括伸缩筒、弹性伸缩件和连接杆,所述弹性伸缩件沿所述伸缩筒的轴线可移动地位于所述伸缩筒内,且所述弹性伸缩件的第一端与所述伸缩筒的内壁连接,所述弹性伸缩件的第二端与所述连接杆的第一端连接;所述伸缩筒与所述第二连接件铰接,所述连接杆的第二端与所述第一连接件连接。
12.在本公开的另一种实现方式中,所述光纤光栅组件还包括至少一对固定支座,沿着垂直于所述传力杆的轴线方向,所述至少一对固定支座分别位于所述感应球的相对两侧,所述第一光纤分别与所述至少一对固定支座固定连接。
13.在本公开的另一种实现方式中,所述固定支座包括外套和芯管,所述芯管位于所述外套内,且所述芯管的两端分别与所述外套连接;所述芯管套接在所述第一光纤外。
14.在本公开的另一种实现方式中,所述感应球为软质橡胶结构件。
15.在本公开的另一种实现方式中,还提供一种压力传感器的检测系统,所述检测系统包括压力传感器和解调仪;所述压力传感器为以上所述的压力传感器,所述解调仪与所述第一光纤的两端相连。
16.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
17.通过本公开实施例提供的压力传感器在对被测对象感测的压力进行检测时,由于该压力传感器包括受压组件和光纤光栅组件,所述受压组件包括压盘、传力杆和减震装置,所以可以通过压盘与被测对象连接,以通过压盘将所受的压力进行传递。同时,通过传力杆将压盘所受的压力进行传递至感应球,并通过减震装置进行缓冲以减缓传力杆受到的作用力,进而减小感应球所受的压力。
18.由于第一光纤与感应球的外壁相抵,且所述第一光纤位于所述感应球的中心点与第二侧之间,所以当感应球受到压力下移时,第一光纤就会受到感应球的压力,而使得与第一光纤连接的第一光纤光栅受到轴向压力而产生形变,进而改变第一光纤光栅的原始中心波长,从而可以根据第一光纤光栅的波长的漂移量而达到检测压力的效果,消除环境等对检测过程的影响,大大提高检测精度以及简化检测过程。
附图说明
19.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本公开实施例提供的压力传感器的结构示意图。
21.图中各符号表示含义如下:
22.1、受压组件;11、压盘;12、传力杆;13、减震装置;131、第一连接件;132、第二连接件;133、弹性伸缩杆;1331、伸缩筒;1332、弹性伸缩件;1333、连接杆;
23.2、光纤光栅组件;21、第一光纤光栅;22、感应球;23、第一光纤;24、第二光纤光栅;25、第二光纤;26、固定支座;261、外套;262、芯管;
24.3、外壳。
具体实施方式
25.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
26.为了清楚说明本公开实施例提供的压力传感器,先对光纤光栅传感器的检测原理进行简要说明。
27.光纤光栅传感器是一种基于反射光波长信息的光纤传感技术,其传感单元为光纤光栅。光纤光栅传感器所测试的物理量既依赖于光纤光栅的解调仪,更依赖于光纤光栅。
28.在检测时,光纤光栅通过光纤与解调仪连接。解调仪发出的宽带光经过光纤光栅时,光纤光栅就会反射回某一个中心波长的窄带光(该窄带光的波长取决于光纤光栅的光栅栅距。其数学表达式为:λ=2nλ,其中λ为光纤光栅的反射回的窄带光的中心波长;n为光纤的纤芯有效折射率;λ为光栅栅距。当光纤光栅感受的应变变化时,光栅栅距就会发生改变,即反射回的窄带光的中心波长(也就是反射中心波长)会相对原始中心波长(所谓的原始中心波长就是光纤布拉格光栅在未感受应变时,所反射回的窄带光的中心波长)发生偏移(即波长漂移),通过对反射回的窄带光的解调可以得到被测的应变值。
29.其中,解调仪内部集成了光源、光纤耦合器、光探测模块和信号解调模块以及数据处理模块等。解调仪可以直接与计算机连接。这样在计算机上读取出光纤光栅的波长漂移量,便可得到被测的应变值。
30.本公开实施例提供了一种压力传感器,如图1所示,压力传感器包括受压组件1、光纤光栅组件2和外壳3。受压组件1包括压盘11、传力杆12和减震装置13,传力杆12的第一端与压盘11的一侧连接,减震装置13与传力杆12的中部连接。
31.光纤光栅组件2包括第一光纤光栅21、感应球22和第一光纤23,第一光纤光栅21与第一光纤23串接在一起,第一光纤23与感应球22的外壁相贴合,第一光纤23的长度方向与传力杆12的轴线方向垂直,感应球22的第一侧与传力杆12的第二端连接,沿着传力杆12轴线方向上,感应球22的第二侧与感应球22第一侧分别位于感应球22的中心点的两侧,第一光纤23位于感应球22的中心点与第二侧之间。
32.压盘11位于外壳3之外,传力杆12和减震装置13均位于外壳3内。光纤光栅组件2位于外壳3内。
33.通过本公开实施例提供的压力传感器在对被测对象感测的压力进行检测时,由于该压力传感器包括受压组件1和光纤光栅组件2,受压组件1包括压盘11、传力杆12和减震装置13,所以可以通过压盘11与被测对象连接,以通过压盘11将所受的压力进行传递。同时,通常传力杆12将压盘11所受的压力进行传递至感应球22,并通过减震装置13进行缓冲以减
缓传力杆12受到的作用力,最终减少感应球22所受的压力。
34.由于第一光纤光栅21与感应球22的外壁相抵,且第一光纤23位于感应球22的中心点与第二侧之间,所以当感应球22受到压力下移时,第一光纤23就会受到感应球22的压力而使得与第一光纤23连接的第一光纤光栅21受到轴向压力而产生形变,进而改变第一光纤光栅21的原始中心波长,从而可以根据第一光纤光栅21的波长的漂移量而达到检测压力的效果,消除环境中的电磁信号等对检测过程的影响,大大提高检测精度以及简化检测过程。
35.另外,外壳3作为该压力传感器的密封保护结构,不仅可以隔绝了外界环境的影响,而且还能对外壳3内部的组件进行保护,以便提高该压力传感器的使用寿命。
36.示例性地,光纤光栅组件2还包括第二光纤光栅24和第二光纤25,第二光纤光栅24与第二光纤25串接在一起,第二光纤25与感应球22的外壁相贴合,第一光纤23和第二光纤25相互平行,在传力杆12的轴线方向上,第一光纤23和第二光纤25分别位于感应球22的中心点的两侧。
37.在上述实现方式中,布置第一光纤光栅21和第二光纤光栅24,其中一个可以作为压力检测的主要元件,另一个作为温度补偿,进而在检测压力时,便可消除环境温度对检测过程的影响,大大提高检测精度。
38.比如,在进行检测时,当感应球22受到传力杆12的压力向下移动时,由于第二光纤25位于感应球22的中心点的上方(图1中的所示的上方,也就是感应球22的中心点与第一侧之间)。第一光纤23位于感应球22的中心点的下方(图1中的所示的下方,也就是感应球22的中心点与第二侧之间),所以,感应球22在向下移动的过程,就会相对第二光纤25进行下滑,使得第二光纤25与感应球22的较大的外径相贴而变成与感应球22的较小的外径相间隔。而第一光纤23正好相反,第一光纤23与感应球22的较小的外径相贴合而变成与感应球22的较大的外径相抵。这样,第二光纤25由于不会受到感应球22的压力,所以,就不会使得与该第二光纤25连接的第二光纤光栅24受到轴向应变而引起中心波长发生偏移。而第一光纤23由于受到感应球22的压力,所以就会使得与该第一光纤23连接的第一光纤光栅21受到轴向应变而引起中心波长发生偏移。
39.另外,由于第一光纤光栅21和第二光纤光栅24位于同一环境内,所以第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的检测结果中均包括因为环境的温度改变而使得原始中心波长发生变化的检测结果。这样,将第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的检测结果进行作差,便可将温度的影响进行消除。即通过自差分补偿方法对第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的波长漂移量作差值,从而达到传感器温度自补偿的效果。
40.在实际使用时,第一光纤光栅21和第二光纤光栅24可以通过第一光纤23和第二光纤25相互串接在一起并与同一个解调仪相连,这样可以简化结构。当然,第一光纤光栅21和第二光纤光栅24也可以各自与一个解调仪连接。
41.第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的反射中心波长不相同,且第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的初始中心波长相同。
42.在上述实现方式中,由于第一光纤光栅21的初始中心波长和第二光纤光栅24的初始中心波长相同,这样可以使得第一光纤光栅21和第二光纤光栅24在检测时,因为温度的影响使得第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的波长漂移量相同。而将第一光纤光栅21的反射中心波长和第二光纤光栅24的反射中心波长设置为不相同,这样可以使得第一光纤光栅
21和第二光纤光栅24串接在同一个解调仪时,解调仪可以根据不同的反射中心波长来区分不同的光纤光栅的发射信号。
43.可选地,感应球22为椭圆球,感应球22的长轴方向与传力杆12的轴线方向相同。
44.在上述实现方式中,将感应球22设为椭圆球,且将感应球22的长轴方向与传力杆12的轴线方向相同,这样椭圆球的设置相比圆球,能够使得感应球22的外径变化量相同的前提下,而使得感应球22的可移动的行程增大,进而提高压力传感器的检测范围。
45.可选地,感应球22为软质橡胶结构件。
46.将感应球22设置为软质橡胶结构件,一方面可以减轻该压力传感器的重量,另一方面也可以减缓作用在第一光纤23或者第二光纤25上的压力,避免第一光纤23或者第二光纤25受到的压力过大而发生断裂的现象。
47.可选地,光纤光栅组件2还包括至少一对固定支座26,沿着垂直于传力杆12的轴线方向,至少一对固定支座26分别位于感应球22的相对两侧,第一光纤23分别与至少一对固定支座26固定连接。
48.在上述实现方式中,固定支座26用于固定第一光纤23的两端,以使得第一光纤23在连接第一光纤光栅21之后能够与感应球22的外壁良好贴附。
49.示例性地,固定支座26可以为两对。一对固定支座26与第一光纤23对应连接。另一对与第二光纤25对应连接。每一对固定支座26分别位于感应球22长轴方向两侧。
50.这样可以有效的将第一光纤23和第二光纤25贴附在感应球22的外壁上。
51.可选地,固定支座26包括外套261和芯管262,芯管262位于外套261内,且芯管262的两端分别与外套261连接。芯管262套接在第一光纤23或者第二光纤25外。
52.在上述实现方式中,芯管262用于与第一光纤23或者第二光纤25连接,外套261用于对芯管262进行保护。
53.示例性地,芯管262通过粘贴的方式与第一光纤23或者第二光纤25的外壁连接。这样可以方便第一光纤23或者第二光纤25连接固定。
54.示例性地,芯管262可以为玻璃纤维管。此时,可以通过环氧树脂胶与第一光纤23或者第二光纤25进行粘贴。
55.外套261可以为金属结构件。这样可以提高固定支座26的结构强度,进而有效的对芯管262进行保护,以延长固定支座26的使用寿命。
56.继续参见图1,可选地,减震装置13包括第一连接件131、第二连接件132和弹性伸缩杆133。
57.第一连接件131与传力杆12的中部连接,第二连接件132与传力杆12的中部滑动连接,且第一连接件131和第二连接件132相互间隔布置,弹性伸缩杆133位于第一连接件131和第二连接件132之间,弹性伸缩杆133的两端分别与第一连接件131和第二连接件132铰接。弹性伸缩杆133用于沿自身轴线伸缩。
58.在上述实现方式中,第一连接件131用于与传力杆12连接,以将传力杆12所受到的压力进行分担。弹性伸缩杆133用于第一连接件131和第二连接件132连接,以通过自身的伸缩变化来吸收第一连接件131所受到的压力,进而减少传力杆12向感应球22施加的作用力,使得感应球22的移动范围减少。
59.本实施例中,弹性伸缩杆133与第一连接件131和第二连接件132铰接的之间的铰
接轴与弹性伸缩杆133垂直布置。这样可以通过铰接的方式灵活调整弹性伸缩杆133与第一连接件131和第二连接件132之间的连接角度,以方便弹性伸缩杆133在进行伸缩移动过程中,始终能够与第一连接件131和第二连接件132之间良好连接。
60.可选地,弹性伸缩杆133可以为两根,两根弹性伸缩杆133以传力杆12的轴线为对称轴对称布置,弹性伸缩杆133与传力杆12之间呈夹角,且弹性伸缩杆133的第一端与传力杆12之间的距离小于弹性伸缩杆133的第二端与传力杆12之间的距离,弹性伸缩杆133的第一端朝向第一连接件131的一端,弹性伸缩杆133的第二端为朝向第二连接件132的一端,且第一连接件131位于第二连接件132与压盘11之间。
61.在上述实现方式中,两根弹性伸缩杆133的布置,可以进一步增大吸收第一连接件131和第二连接件132所受到的压力,进而增加减震装置13的缓冲效果。
62.另外,弹性伸缩杆133与传力杆12之间呈夹角,这样可以通过弹性伸缩杆133相对传力杆12之间的偏移以及铰接的方式,来对压盘11所受到的横向的作用力进行抵消,以使得确保该压力传感器不会发生偏移,且压盘11仅仅受到竖向的作用力,最终提高该压力传感器的检测精度。
63.当然,弹性伸缩杆133也可以为其他数量,比如四根,四根弹性伸缩杆133两两对称的位于传力杆12的轴线的两侧。其实,只要弹性伸缩杆133的布置能够减缓传力杆12受到的压力,以及保证在传力杆12在受到的压力时可以保持平衡即可,弹性伸缩杆133的数量可以自由选择。
64.可选地,弹性伸缩杆133包括伸缩筒1331、弹性伸缩件1332和连接杆1333,弹性伸缩件1332沿伸缩筒1331的轴线可移动地位于伸缩筒1331内,且弹性伸缩件1332的第一端与伸缩筒1331的内壁连接,弹性伸缩件1332的第二端与连接杆1333的第一端连接。
65.伸缩筒1331与第二连接件132铰接,连接杆1333的第二端与第一连接件131连接。
66.在上述实现方式中,将弹性伸缩杆133设置为伸缩筒1331、弹性伸缩件1332和连接杆1333,这样可以通过连接杆1333与第一连接件131连接,通过伸缩筒1331与第二连接件132连接,通过弹性伸缩件1332将伸缩筒1331和连接杆1333进行连接,进而使得连接杆1333能够相对伸缩筒1331移动,同时通过弹性伸缩件1332进行能量吸附,有效的对第一连接件131和第二连接件132之间的压力进行缓冲。
67.示例性地,弹性伸缩件1332为伸缩弹簧。这样可以方便的满足以上使用的需求。
68.另外,第一连接件131为杆状结构件,第二连接件132为板状结构件。第一连接件131与第二连接件132所在的平面平行布置。这样可以方便第一连接件131和第二连接件132分别与传力杆12连接。
69.第一连接件131与传力杆12可以为一体结构件,当然也可以直接焊接为一体。这样可以提高第一连接件131与传力杆12之间的连接强度以及制作效率。
70.示例性地,外壳3为铝制结构件。这样不仅可以降低外壳3的成本,且而购买方便。
71.本公开实施例还提供一种压力传感器的检测系统,检测系统包括压力传感器和至少一个解调仪。压力传感器为以上所说的压力传感器,至少一个解调仪位于外壳3外,且至少一个解调仪分别与第一光纤23的两端相连。
72.以上检测系统具有与压力传感器相同的有益效果,这里不再赘述。
73.另外,当压力传感器中包括第一光纤光栅21和第二光纤光栅24时。且当第一光纤
23与第二光纤25与一个解调仪串接。这样,在进行检测时,解调仪发出一个宽带光经过第一光纤光栅21和第二光纤光栅24时,第一光纤光栅21就会反射回某一个中心波长的窄带光。同时,第二光纤光栅24也会反射会另一个中心波长的窄带光。解调仪根据第一光纤光栅21和第二光纤光栅24形变的不同,得到不同的反射回的中心波长,这样便可根据第一光纤光栅21和第二光纤光栅24的反射回的中心波长来得到被测的应变值。
74.而当压力传感器中的第一光纤光栅21和第二光纤光栅24并非与一个解调仪串在一起时,即第一光纤23与第二光纤25不相互串接,此时,解调仪为两个。其中一个解调仪与第一光纤23连接,另一个解调仪与第二光纤25连接,这样两个解调仪根据各自对应的光纤光栅的反射回的中心波长的信息,得到被测的应变值。此种情况下,第一光纤光栅21的反射中心波长和第二光纤光栅24的反射中心波长可以相同,也可以不相同。
75.下面简单介绍一下本公开实施提供的压力传感器的检测过程:
76.首先,将压力传感器的压盘与被测物体连接。
77.在检测时,可以根据实际情况将压力传感器置于检测环境中,比如桥梁的桥墩受到的压力,此时可以将压力传感器的底盘置于桥梁桥墩的下方。
78.接着,获取压力传感器中光纤光栅的波长漂移量。
79.本实施例中,当仅有第一光纤光栅时,光纤光栅的波长漂移量就是指对应的光纤光栅的波长漂移量。
80.当包括第一光纤光栅和第二光纤光栅时,光纤光栅的波长漂移量就是指第一光纤光栅和第二光纤光栅的波长漂移量的之差。
81.当然,当包括第一光纤光栅和第二光纤光栅时,为了方便压力传感器与解调仪连接,将压力传感器的第一光纤光栅和第二光纤光栅与同一个解调仪连接。
82.在检测时,第一光纤光栅和第二光纤光栅均通过同一根光纤与解调仪连接。第一光纤光栅的反射中心波长和第二光纤光栅的反射中心波长不相同。第一光纤光栅的初始中心波长和第二光纤光栅的初始中心波长相同。解调仪发射的宽带光依次经过第一光纤光栅和第二光纤光栅。当宽带光经过第一光纤光栅后,第一光纤光栅就会就会将一部分的宽带光进行反射得到某一个中心波长的窄带光,该窄带光重新传回解调仪中进行记录下来。而从解调仪中发出的宽带光中的另一部分继续向前传播至第二光纤光栅后,第二光纤光栅就会对该部分宽带光进行反射而得到另一个中心波长的窄带光,该窄带光同样重新传回解调仪中进行记录下来。
83.因为第一光纤光栅的反射中心波长和第二光纤光栅的反射中心波长不相同。这样可以通过一个解调仪自动识别不同的光纤光栅的检测信号。
84.然后,根据波长漂移量,确定所检测的压力的大小。
85.由于光纤光栅的波长漂移量δλ与其所受到的轴向应变δε和所处的环境温度变化δt之间的关系为:
[0086][0087]
其中,αf为与第一光纤和第二光纤的热膨胀系数;ξ为与第一光纤和第二光纤光栅的热光系数;pe为第一光纤和第二光纤的有效弹光系数(室温下pe约等于0.22)。
[0088]
所以,当感应球一旦受到压力向下移动时,就会使得光纤光栅的波长发生变化,最
后通过测光纤光栅的波长漂移量就可以求得所检测的压力。
[0089]
以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征:
1.一种压力传感器,其特征在于,所述压力传感器包括受压组件(1)、光纤光栅组件(2)和外壳(3),所述受压组件(1)包括压盘(11)、传力杆(12)和减震装置(13),所述传力杆(12)的第一端与所述压盘(11)的一侧连接,所述减震装置(13)与所述传力杆(12)的中部连接;所述光纤光栅组件(2)包括第一光纤光栅(21)、感应球(22)和第一光纤(23),所述第一光纤光栅(21)与所述第一光纤(23)串接在一起,所述第一光纤(23)与所述感应球(22)的外壁相贴合,所述第一光纤(23)的长度方向与所述传力杆(12)的轴线方向垂直,所述感应球(22)的第一侧与所述传力杆(12)的第二端连接,沿着所述传力杆(12)轴线方向上,所述感应球(22)的第二侧与所述感应球(22)第一侧分别位于所述感应球(22)的中心点的两侧,所述第一光纤(23)位于所述感应球(22)的中心点与第二侧之间;所述压盘(11)位于所述外壳(3)之外,所述传力杆(12)和所述减震装置(13)均位于所述外壳(3)内;所述光纤光栅组件(2)位于所述外壳(3)内。2.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述光纤光栅组件(2)还包括第二光纤光栅(24)和第二光纤(25),所述第二光纤光栅(24)与所述第二光纤(25)串接在一起,所述第二光纤(25)与所述感应球(22)的外壁相贴合,所述第一光纤(23)和所述第二光纤(25)相互平行,在所述传力杆(12)的轴线方向上,所述第一光纤(23)和所述第二光纤(25)分别位于所述感应球(22)的中心点的两侧。3.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述感应球(22)为椭圆球,所述感应球(22)的长轴方向与所述传力杆(12)的轴线方向相同。4.根据权利要求1所述的压力传感器,其特征在于,所述减震装置(13)包括第一连接件(131)、第二连接件(132)和弹性伸缩杆(133),所述第一连接件(131)与所述传力杆(12)的中部连接,所述第二连接件(132)与所述传力杆(12)的中部滑动连接,且所述第二连接件(132)与所述外壳(3)的内壁连接,且所述第一连接件(131)和所述第二连接件(132)相互间隔布置,所述弹性伸缩杆(133)位于所述第一连接件(131)和第二连接件(132)之间,所述弹性伸缩杆(133)的两端分别与所述第一连接件(131)和所述第二连接件(132)铰接。5.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,所述弹性伸缩杆(133)为两根,两根所述弹性伸缩杆(133)以所述传力杆(12)的轴线为对称轴对称布置,所述弹性伸缩杆(133)与所述传力杆(12)之间呈夹角,且所述弹性伸缩杆(133)的第一端与所述传力杆(12)之间的距离小于所述弹性伸缩杆(133)的第二端与所述传力杆(12)之间的距离,所述弹性伸缩杆(133)的第一端朝向所述第一连接件(131)的一端,所述弹性伸缩杆(133)的第二端为朝向所述第二连接件(132)的一端,且所述第一连接件(131)位于所述第二连接件(132)与所述压盘(11)之间。6.根据权利要求4所述的压力传感器,其特征在于,所述弹性伸缩杆(133)包括伸缩筒(1331)、弹性伸缩件(1332)和连接杆(1333),所述弹性伸缩件(1332)沿所述伸缩筒(1331)的轴线可移动地位于所述伸缩筒(1331)内,且所述弹性伸缩件(1332)的第一端与所述伸缩筒(1331)的内壁连接,所述弹性伸缩件(1332)的第二端与所述连接杆(1333)的第一端连接;
所述伸缩筒(1331)与所述第二连接件(132)铰接,所述连接杆(1333)的第二端与所述第一连接件(131)连接。7.根据权利要求1至6任一项所述的压力传感器,其特征在于,所述光纤光栅组件(2)还包括至少一对固定支座(26),沿着垂直于所述传力杆(12)的轴线方向,所述至少一对固定支座(26)分别位于所述感应球(22)的相对两侧,所述第一光纤(23)分别与所述至少一对固定支座(26)固定连接。8.根据权利要求7所述的压力传感器,其特征在于,所述固定支座(26)包括外套(261)和芯管(262),所述芯管(262)位于所述外套(261)内,且所述芯管(262)的两端分别与所述外套(261)连接;所述芯管(262)套接在所述第一光纤(23)外。9.根据权利要求1至6任一项所述的压力传感器,其特征在于,所述感应球(22)为软质橡胶结构件。10.一种压力传感器的检测系统,其特征在于,所述检测系统包括压力传感器和解调仪;所述压力传感器为权利要求1至9任一项所述的压力传感器,所述解调仪与所述第一光纤的两端相连。

技术总结
本公开提供了一种压力传感器及压力传感器的检测系统,属于压力测量技术领域。所述压力传感器包括受压组件、光纤光栅组件和外壳,所述受压组件包括压盘、传力杆和减震装置,所述传力杆的第一端与所述压盘的一侧连接,所述减震装置与所述传力杆的中部连接;所述光纤光栅组件包括第一光纤光栅、感应球和第一光纤,所述第一光纤光栅与所述第一光纤串接在一起,所述第一光纤与所述感应球的外壁相贴合,所述压盘位于所述外壳之外,所述传力杆和所述减震装置均位于所述外壳内;所述光纤光栅组件位于所述外壳内。本公开通过压力传感器可以提高压力传感器的检测精度。力传感器的检测精度。力传感器的检测精度。


技术研发人员:李聪 孟华 许东 李克飞 贺圣强 王晓峰
受保护的技术使用者:武汉船用机械有限责任公司
技术研发日:2022.06.08
技术公布日:2022/11/1
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