一種差壓傳感器強度補償方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種差壓傳感器強度補償方法，特征是它采用兩個光源交替發光，采用兩個結構完全相同的檢測探頭進行檢測，通過Y型耦合器耦合或分離光路，然后通過計算兩個檢測探頭的所受壓力值與參考光路的比值并進行數學運算從而消除光源波動產生的誤差。光路采用光橋式的布局形式，使兩光源的參考光路經Y型耦合器到達同一個光電探測器，兩檢測探頭的反射光接收光路經Y型耦合器到達另一個光電探測器，從而簡化了傳感器的整體光路結構，使光路光纖布局簡單，同時減少探測器個數，使后期的數據處理模塊也得到了簡化。最終實現經濟性與可靠性的設計。
【專利說明】一種差壓傳感器強度補償方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及差壓傳感器強度補償方法及裝置，屬于差壓傳感器【技術領域】。
【背景技術】
[0002]差壓傳感器DPS (Differential Pressure Sensor)是一種用來測量兩個壓力之間差值的傳感器，通常用于測量某一設備或部件前后兩端的壓差。近年來，差壓傳感器在微流量測量、泄露測試、潔凈間監測、環境密封性檢測、氣體流量測量、液位高低測量等許多高精度測量場合都有著廣泛的應用。
[0003]現今國內外對差壓傳感器的研究主要集中于傳統的壓阻式差壓傳感器與電容式差壓傳感器。壓阻式差壓傳感器結構簡單，工作端面平整，但其靈敏度與頻率響應之間存在著比較突出的矛盾，且溫度對此種傳感器的性能影響也比較大。電容式傳感器靈敏度高，動態響應特性好，抗過載能力強，但它存在寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響，以及與傳感器連接的電路比較復雜等缺點，影響到它的應用可靠性，因此限制了它的廣泛應用。正是由于傳統差壓傳感器的諸多不足，國內外開始對一些新型的差壓傳感器進行了研究，董國強等對利用磁性液體的一種微差壓傳感器進行了研究，依靠磁性液體在壓力作用下的位移過程產生電信號，來實現對壓力的檢測，其在應用中具有局限性；臺灣的Hao-Jan Sheng等、美國的Jose.L.A.V等人各自提出了一種基于布拉格光柵的光纖差壓傳感器結構，這種光纖光柵差壓傳感器的靈敏度較高，但結構復雜且成本很高，不利于推廣。而強度調制作為光纖傳感器技術中用得最廣泛的一種調制方法，得到了一些學者的研究，但對基于強度調制的光纖差壓傳感器的研究文獻很少，日本的Seiichiro Kinugasa提出了一種反射式光纖差壓傳感器的構思，利用反射面與光纖距離的變化來檢測外部壓力差的情況；佟成國等設計了一種雙C型彈簧管的光纖差壓傳感器，依據強度調制原理在兩個雙C型彈簧管內對壓差進行檢測。
[0004]但現有技術依然沒有解決傳感器的實現、探頭結構參數的合理性、反射面的工作狀態、誤差的補償等許多關鍵因素帶來的問題，因此現有技術中該類傳感器結構十分復雜，且性能不夠可靠，加工制造成本也很高，而且通常體積大，十分沉重，使用起來不方便，還存在很大的改進空間。這是現有技術存在的第一個技術問題。
[0005]另外，傳感器探頭在工作中要穩定可靠，不易受到外界碰撞、振動等因素的干擾，同時為了保護探頭內的敏感元件、避免由于探頭本身結構的差異帶來的誤差，必須對探頭進行封裝，而傳感器探頭的封裝，這是現有技術存在的第二個技術問題。
[0006]對于強度調制原理的反射式光纖差壓傳感器而言，不同探頭的輸出光強度勢必會受到背景光、光纖長度、光纖彎曲度、耦合器件等影響，從而使檢測結果存在較大誤差，這是現有技術存在的第三個技術問題。
【發明內容】
[0007]為解決現有技術存在的三個問題，必須從傳感器探頭結構、傳感器封裝以及探頭輸出光的光強度補償著手。為此，可以從以下三個方面來實現這樣的目的。
[0008]為解決傳感器結構復雜、性能不夠可靠、以及加工成本高和體積質量大等問題，擬采用這樣的一種差壓傳感方法及其傳感器，這種傳感方法的要點在于，它通過用于衡量被測物產生壓力的檢測流體(如液壓油)來進行傳感,使這種檢測流體產生的壓力去沖擊一塊彈性膜片的其中一面，使彈性膜片發生變形；彈性膜片的另一面用入射光纖中的窄譜激光照射，并用接收光纖來接收反射光；這樣，當彈性膜片發生變形后，由于反射角度發生變化，反射光隨之發生變化，導致接收光纖的輸出光強度就會隨之發生變化，這樣通過檢測出接收光纖輸出光強的變化量來判斷檢測流體對彈性膜片造成的壓力變化量。這樣，就可以通過便于測量的光強變化，來判斷不易測量的壓力變化，從而確定不同的被測物的壓力差值，實現差壓傳感的目的。
[0009]作為一種優選方式，檢測流體通過流入一個檢測腔的方式對彈性膜片產生壓力，彈性膜片設置在檢測腔中并在檢測腔中檢測流體流入的方向形成封閉的屏障。檢測腔是封閉的，但在面向被測物的方向設有一個開口，當檢測流體從檢測腔的開口涌入檢測腔，就會對檢測腔中的彈性膜片產生液體壓力，從而造成彈性膜片的變形。當腔內的介質環境改變時，彈性膜片會由于受到壓力而產生變形，最好是檢測腔內的介質是處于一種均勻分布的情況，因此其對整個薄膜的表面就會產生一個均勻分布的載荷。采用這樣一個檢測腔，可以使檢測流體產生的液體壓力均勻而準確地使彈性膜片產生變形，提高檢測傳感的精度。
[0010]為了避免彈性膜片在受到檢測流體產生的壓力時邊緣發生位移，可以采用一個傳感器探頭殼體將所述彈性膜片緊固在其上，傳感器探頭殼體可以與檢測腔采用整體式結構，彈性膜片固定設置在傳感器探頭殼體與檢測腔之間。由于彈性膜片被牢固固定，不管檢測流體對其造成的液體壓力多大，都只會使其面上發生彈性變形，而不會使其邊緣發生位移，這樣防止因薄片被流體沖擊而破換傳感器。另外，入射光通過傳感器探頭殼體內的固定孔向彈性膜片照射。固定孔與彈性膜片的表面呈垂直狀態，可以確保當入射光纖、接收光纖或二者形成的光纖束的入射光照射角度或反射角度不會隨意偏移。
[0011]為了使傳感器具有較好的靜態性能，那么彈性膜片在受壓變形時產生的繞度就會很小，考慮到傳感器結構彈性膜片的具體工作狀況，綜合各種材料的性能，優選35CrMnSi材料進行薄片的制備。該材料又稱低合金超高強度鋼，熱處理后具有良好的綜合力學性能，高強度，足夠的韌性，淬透性、焊接性(焊前預熱)、加工成形性均較好，但其耐蝕性和抗氧化性能較一般，使用溫度通常不高于200°C，一般是低溫回火或等溫淬火后使用。
[0012]基于前述的這種傳感方法，可以采用這樣一種強度補償的反射式光纖束差壓傳感器，它包括兩個結構相同的壓力檢測探頭以及用于向該壓力檢測探頭中傳輸光源的入射光纖和用于接收壓力檢測探頭的發射光的接收光纖，而入射光纖和接收光纖在固定孔中會集形成光纖束。該壓力檢測探頭內部固定設有一塊彈性膜片，在該壓力檢測探頭中位于彈性膜片的兩面分別設有一個檢測腔和可供光纖束插入探頭中的固定孔。檢測腔用于檢測流體流入其內并對彈性膜片產生液體壓力。檢測腔設有至少一個可供檢測流體流入其中的檢測流體入口。最好是這樣的:傳感器設有兩個光源，假定為S1、S2，兩個檢測探頭一、探頭二，兩個光電探測器D1、D2，四個一分二的光纖耦合器，及入射光纖與反射光纖集合成束的光纖束結構組成。傳感器光源選用半導體激光器，該激光器具有很窄的輸出光譜線寬和出色的邊模抑制比，其輸出峰值波長為1310nm。光電探測器選用PIN光電二極管,該光電二極管工作波長范圍為IlOOnm?1650nm，暗電流最大為InA，光響應度最小為0.85A/W，響應時間
0.1ns0這樣使得光源與光電探測器兩元件的光譜特性匹配較好。
[0013]光源發出的光耦合到入射光纖內，通過入射光纖傳輸到光纖出射端面，出射光照射到反射彈片(彈性膜片)上，經反射彈片反射后的部分光進入到接收光纖內，由接收光纖傳輸到光電探測器處，進行光電轉換。進入到接收光纖內的反射光強度大小，由反射彈片與接收光纖端面之間的距離決定，當外力作用下，反射彈片與接收光纖的距離變小，從而使進入到接收光纖的反射光強度發生變化，通過輸出光強度的變化量即可確定反射面的形變大小，從而確定出外界壓力P的大小。
[0014]當然，這種傳感器的壓力檢測探頭還包括一個探頭殼體，前面提到的固定孔、彈性膜片和檢測腔均位于該探頭殼體之內。檢測腔與探頭殼體最好是加工成為整體結構。探頭殼體的材料選擇金屬材料，加工中為了方便，優選采用金屬鋁棒材。
[0015]為解決傳感器探頭的封裝問題，使探頭穩固、便于加工實現、便于裝配、便于維修更換，擬采用這樣一種封裝方法及結構:
本發明的差壓傳感器是兩個探頭同時工作的自由式結構，探頭部分能夠自由活動，可以自由選擇需要檢測的位置進行檢測；檢測中，探頭可直接固定于檢測位置，而不用進行引流，從而避免了引流管引流過程發生的凍結、堵塞和遲滯；同時還能根據檢測需要，設計出幾何尺寸與檢測范圍不同的探頭，用以滿足一些特殊需求等，要求兩個探頭要盡可能的對稱相同。對于單個探頭而言，封裝中要滿足如下要求:光纖束很好的對準彈性膜片的中心、光纖束與彈性膜片的距離可調、光纖束能很好的固定，這也是這種探頭封裝的難點所在。
[0016]所以本發明采用了機械式封裝方式，這種方式可以保證加工精度，以及裝配精度，使得加工出來的各探頭的結構相同，從而利于實現標準化、系列化、通用化，還能很好的避免結構誤差帶來的檢測誤差。
[0017]為了實現上述要求，本傳感器封裝的特點為:采用螺紋套對固定孔中的光纖束進行固定，使光纖束不能移動，避免光纖束抖動帶來的誤差。具體做法是:用一個圓柱體的外螺紋端蓋在探頭殼體形成的內螺紋固定孔中從外向彈性膜片方向螺紋旋進，端蓋中心處有一螺紋孔，再用一個螺紋套將光纖束包覆住，螺紋套的外螺紋與端蓋中心處的螺紋孔的內螺紋相配，使螺紋套能夠在端蓋中旋入或旋出。因此，螺紋套與端蓋的螺紋聯接形式，實現螺紋套能在端蓋中自由的旋進(優選螺紋螺距為0.2mm，螺紋套外壁標注旋進長度刻度，最小刻度為0.1mm)，從而實現光纖束與彈性膜片的距離可調；(因為光纖束與彈性膜片的初始距離直接決定了傳感器的檢測靈敏度與線性度這兩個關鍵的靜態特性，調定好合理的光纖束與彈性膜片的初始距離，提高檢測性能。同時不同的光纖束端面結構對應的最優初始距離不同，所以要求光纖束與彈性膜片的距離可調。)端蓋的螺紋孔、螺紋套以及探頭的固定孔的孔軸保持同軸，這樣采用這種圓柱體的封裝結構，加工時保證好各零件的同軸度，即可保證光纖束很好的對準彈性膜片的中心，結構簡單適用。彈性膜片能很好的固定，且容易裝配與更換。
[0018]在彈性膜片的另一面，采用一個擋圈將彈性膜片卡住，彈性膜片通過這種端蓋的螺紋旋進與擋圈擠壓固定方法，能達到很好的固定作用，不易松動。同時，如彈性膜片需要更換，旋出端蓋即可實現，簡單適用。同時，在探頭的檢測腔的檢測流體入口周圍還設置墊圈，在檢測流體入口處設置過濾網，對進入檢測腔的流體進行過濾。[0019]檢測腔的穩定性和介質均勻性是保證傳感精度的一個重要的要求，因此必須使檢測腔能減少流體的擾動。于是采用這樣的結構:在檢測腔中填充一個杯狀玻璃體，玻璃體卡在擋圈與傳感器殼體之間，使檢測腔為杯狀空腔結構，這樣可以減小檢測腔的容積，從而使滯留的流體很少。同時減小檢測腔內壓力的不均勻，使作用在彈性膜片上的壓力更容易變得均勻。選擇玻璃體是因為其容易成型、硬度高、耐流體的長期腐蝕等。
[0020]為了防止檢測流體泄露，還可以在彈性膜片與擋圈之間加裝一個密封圈。彈性膜片通過端蓋進行壓緊固定，端蓋與殼體采用緊配合件結構，光纖束固定在螺紋套內，加工時較好的保證傳感器殼體、端蓋、螺紋套的圓度與同軸度，從而能保證光纖束與彈性膜片的中心對準問題，避免檢測中某個探頭因光纖束與彈性膜片的位置偏差而引起的誤差。螺紋套與端蓋采用螺紋聯接，并在螺紋套表面刻有刻度，從而可以通過螺紋配合的旋進來調整光纖束與彈性膜片的距離。通過機械封裝還能使光纖束與彈性膜片之間形成暗腔，從而避免背景光帶來的噪聲。
[0021]光纖束差壓傳感器檢測探頭采用的是強度調制原理，通過對光的強度大小變化進行監測來判斷被測物理量的變化，這樣光源、光纖、光纖器件及光探測器等引起的光強變化就會對檢測結果造成誤差。為了避免或降低這種檢測誤差，就應考慮對此類強度調制型光纖傳感器進行強度補償，從而提高傳感器的檢測穩定性與可靠性。
[0022]本發明的這種傳感器采用的光強度補償方法為:首先傳感器采用兩個光源交替發光，其中一個光源發光時，光波首先耦合進入到一根入射光纖，再經一分二的Y型耦合器，分為功率相等的兩路光波，一路經參考光路直接到達一個光電探測器，經此探測器轉換為電壓信號輸出，此電壓信號的大小即反映了光源輸出功率一半的大小；另一路經檢測光路到達檢測探頭一，經彈性膜片反射后，又經接收光纖到達另一個光電探測器，經此探測器轉換為電壓信號輸出，此電壓信號的大小即反映了光源輸出功率的另一半，經反射后接收到的光功率大小；再在后期計算這兩個輸 出電壓的比值，這一比值大小就與光源的功率變化無關，通過這個比值來反映檢測探頭一所受壓力的大小，就能消除光源波動產生的誤差。
[0023]另外一個光源發光時，與上述過程同理，通過比值來反映另一個檢測探頭二處壓力的大小。
[0024]再通過計算檢測探頭一、檢測探頭二輸出的比值之差，或者比值之比。最終反映出兩探頭之間的壓力差值。而通過求比值之差能實現對光源波動的強度補償；通過求比值之比可以實現對光源波動、光電探測器以及光纖損耗的強度補償(但這種方法的壓力差檢測范圍小)。
[0025]本發明采用了這樣的差壓傳感器強度補償裝置，包括分別用于檢測被測物一和被測物二所傳遞的壓力的差壓傳感器探頭一和探頭二，以及用于傳輸光信號的光纖束，其中它設有兩個可交替發光的光源，光源一和光源二，兩個光電探測器，光電探測器一和光電探測器二，光電探測器一和光電探測器二分別設有信號處理器一和信號處理器二；它還設有四個用于耦合或拆分的Y型耦合器，即耦合器一、耦合器二、耦合器三、耦合器四。
[0026]光源一和光源二發出的光分別通過耦合器一和耦合器三分為兩路，一路分別進入探頭一和探頭，另一路則進入光電探測器二成為參考光路。
[0027]探頭一和探頭二反射的光信號分別通過耦合器二和耦合器從光線束中拆分出反射光纖后進入光電探測器一成為檢測光路。[0028]光路采用光橋式的布局形式，使兩光源的參考光路經Y型耦合器到達同一個光電探測器，兩檢測探頭的反射光接收光路經Y型耦合器到達另一個光電探測器，從而簡化了傳感器的整體光路結構，使光路光纖布局簡單，同時減少探測器個數，使后期的數據處理模塊也得到了簡化。最終實現經濟性與可靠性的設計。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是差壓傳感器探頭結構示意圖；
圖2是差壓傳感方法原理圖；
圖3是差壓傳感器探頭封裝結構示意圖；
圖4是差壓傳感方法的光纖束光路圖；
圖5是光纖束結構意圖；
圖6是光橋平衡強度補償示意圖；
圖7是光強度計算時入射光纖坐標圖；
圖8是圖7中的EF截面示意圖；
圖9是接收光纖端面與反射光錐位置關系；
圖10是圖7中參數d變化時的P— M曲線；
圖11是圖7中參數r變化時的P— M曲線；
圖12是圖7中參數I變化時的P— M曲線；
圖13是實驗(I)的數據曲線；
圖14是實驗(2)的數據曲線；
圖15是實驗(I)和(2)中兩傳感探頭在不同的壓力作用下，形成不同的差壓ΛΡ時，輸出的R值變化情況。
[0030]附圖標記說明:11_探頭一，111-檢測腔，112-探頭殼體，113-彈性膜片，12-探頭二，21-光電探測器一，22-光電探測器二，31-被測物一，32-被測物二，4-光纖束，41-接收光纖,42-入射光纖,51-光源一,52-光源二, 61-稱合器一,62-稱合器二, 63-稱合器三，64-耦合器四，71-信號處理器一，72-信號處理器二，81-端蓋，82-螺紋套，83-密封圈，84-過濾網，85-擋圈，86-墊圈，87-玻璃體。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0032]先看圖1，圖1展示了本發明的差壓傳感器探頭的結構原理，從圖中可以看到，差壓傳感器有兩個探頭，即探頭一 11和探頭二 12，兩個探頭的結構完全相同，在探頭殼體112中居于探頭中部附近位置設有一塊彈性膜片113，該彈性膜片113將探頭殼體112內部分隔成為兩個部分，一邊是一個檢測腔111，另一邊是一個固定孔。檢測腔111可供檢測流體流入，而固定孔可供光纖束4插入。光纖束4由I條入射光纖42和10條接收光纖41經加工集合成束(結合圖5可以看到光纖束4的結構)。
[0033]看圖2，圖2展示了本發明的探頭傳感原理，并結合圖1所示的探頭結構，光源發出的光I禹合到入射光纖內，通過入射光纖傳輸到光纖出射端面，出射光照射到反射彈片(即圖1中的彈性膜片113)上，經反射彈片反射后的部分光進入到接收光纖內，由接收光纖傳輸到光電探測器處，進行光電轉換。進入到接收光纖內的反射光強度大小，由反射彈片與接收光纖端面之間的距離決定，當外力作用下，反射彈片與接收光纖的距離變小，從而使進入到接收光纖的反射光強度發生變化，通過輸出光強度的變化量即可確定反射面的形變大小，從而確定出外界壓力P的大小。
[0034]看圖3，圖3展示了探頭的封裝結構，采用這樣的封裝結構后，檢測流體從引入口流入，經過過濾網84后進入檢測腔111 (結合圖1)，為了減少流體的擾動，檢測腔111內安裝了具有杯狀空腔的玻璃體87，玻璃體87通過探頭殼體112與擋圈85進行固定。為了防止泄露，彈性膜片113與擋圈85之間加裝了密封圈83。彈性膜片113通過端蓋81進行壓緊固定，端蓋81與探頭殼體112采用螺紋聯接形式，光纖束4固定在螺紋套82內，加工時較好的保證傳感器探頭殼體112、端蓋81、螺紋套82的圓度與同軸度，從而能保證光纖束4與彈性膜片113的中心對準問題，避免檢測中某個探頭因光纖束4與彈性膜片113的位置偏差而引起的誤差。螺紋套82與端蓋81采用螺紋聯接，并在螺紋套82表面刻有刻度，從而可以通過螺紋配合的旋進來調整光纖束4與彈性膜片113的距離。通過機械封裝還能光纖束4與彈性膜片113之間形成暗腔，從而避免背景光帶來的噪聲。
[0035]看圖4，圖4展示了本發明的這種差壓傳感方法的光強度補償示意圖，從圖中可以看到，傳感器采用兩個光源交替發光(由繼電器控制)，即光源一 51和光源二 52交替發光，當光源一 51發光時:光源一 51發出的光經耦合器一 61分為兩路，一路進入探頭一 11，經反射后經耦合器二 62到達光電探測器一 21，另一路直接到達光電探測器二 22。到達光電探測器二 22的光路為參考光路，反映了光源一 51輸出光功率的大小，到達光電探測器一 21的光路為檢測光路，反映了經過探頭一 11反射回接收光纖41 (此時接收光纖41與入射光纖42集合成光纖束4，結合圖1)的光功率大小(該功率的大小與外界被測壓力相關)。再通過求此時兩探測器輸出電壓信號的比值，實現對光源功率波動等造成的誤差進行補償。最終得到的比值就體現了探頭一在外界壓力Pl作用下，傳感器的輸出值。
[0036]當光源二 52發光時:光源二 52發出的光經耦合器三63分為兩路，一路進入探頭二 12，經反射后經耦合器四64到達光電探測器一 21，另一路直接到達光電探測器二 22。其原理與上述光源一 51發光時同理。光電探測器一 21和光電探測器二 22中的信號分別通過信號處理器71和信號處理器72進行處理，最終得到的比值就體現了探頭二 12在外界壓力P2作用下，傳感器的輸出值。
[0037]外界壓力Pl與P2之間的壓力差值Λ P，通過探頭一 11輸出值與探頭二 12輸出值的比值或者差值來表示。
[0038]看圖6，圖6展示了本發明的差壓傳感方法的原理及光強度補償示意圖，兩光源在時間繼電器的控制下，輪流交替發光(即光源SI發光時光源S2不發光)，圖6中兩光源S1、S2輪流等時發光，tl表示SI發光時間，t2表示S2發光時間，Ml、M2為兩個差壓探頭，Dl、D2為光電探測器。tl時間內，光源SI發出的光經Y型耦合器分為兩路，一路進入探頭M1，經反射后到達光電探測器D1，另一路直接到達光電探測器D2;t2時間內，光源S2發出的光經Y型耦合器分為兩路，一路進入探頭M2，經反射后到達光電探測器Dl，另一路直接到達光電探測器D2。后期對光電探測器D1、D2輸出的電信號進行放大、濾波、A/D轉換，再對tl時間兩探測器輸出信號相除，對t2時間兩探測器輸出信號相除并延時，再對tl、t2時間兩除法信號相除，即可完成信號處理。傳感器光源選用半導體激光器LD，該激光器具有很窄的輸出光譜線寬和出色的邊模抑制比，其輸出峰值波長為1310nm。光電探測器選用PIN光電二極管，該光電二極管工作波長范圍為IlOOnm~1650nm,暗電流最大為InA,光響應度最小為
0.85A/W，響應時間0.1ns0調定傳感器探頭中光纖束與膜片的初始距離為0.5_，膜片材料為不銹鋼表面鍍鋁鏡，光纖束為多股入射光纖與單股出射光纖加工成束。
[0039]探頭處的光纖束截面圖如圖5所不，中間的為入射光纖TF,周圍的為接收光纖RF。增多接收光纖的根數是為了接收到更多的反射光。這種光纖束結構為同軸型光纖束，這種光纖束比較常用，其檢測靈敏度較高，較容易加工實現，且有利于后期的分析計算。
[0040]下面通過對彈性膜片形變的數學分析來進一步解釋本發明的技術原理:
1、當腔內的介質環境改變時，彈性膜片會由于受到壓力而產生變形，通常腔內的介質是處于一種均勻分布的情況，因此其對整個薄膜的表面就會產生一個均勻分布的載荷。假設腔內壓力為P，薄膜的半徑為Rb，薄膜基層的彎曲剛度為k。
【權利要求】
1.一種差壓傳感器強度補償方法，其特征在于:采用兩個光源交替發光，采用兩個結構完全相同的檢測探頭進行檢測，通過Y型耦合器耦合或分離光路，然后通過計算兩個檢測探頭的所受壓力值與參考光路的比值并進行數學運算從而消除光源波動產生的誤差。
2.根據權利要求1所述的差壓傳感器強度補償方法，其特征在于:所述兩個光源通過繼電器實現交替等時發光。
3.根據權利要求2所述的差壓傳感器強度補償方法，其特征在于按如下步驟進行: 1)傳感器采用兩個光源交替發光，其中一個光源發光時，光波首先耦合進入到一根入射光纖，再經一分二的Y型耦合器，分為功率相等的兩路光波，一路經參考光路直接到達一個光電探測器，經此探測器轉換為電壓信號輸出，此電壓信號的大小即反映了光源輸出功率一半的大小；另一路經檢測光路到達檢測探頭一，經彈性膜片反射后，又經接收光纖到達另一個光電探測器，經此探測器轉換為電壓信號輸出，此電壓信號的大小即反映了光源輸出功率的另一半，經反射后接收到的光功率大小； 2)再計算這兩個輸出電壓的比值，這一比值大小就與光源的功率變化無關，通過這個比值來反映檢測探頭一所受壓力的大小，就能消除光源波動產生的誤差； 3)另外一個光源發光時，重復上述過程，通過比值來反映檢測探頭二處壓力的大小；再通過計算檢測探頭一、檢測探頭二輸出的比值之差，或者比值之比；最終反映出兩探頭之間的壓力差值。
4.根據權利要求3所述的差壓傳感器強度補償方法，其特征在于:光路采用光橋式的布局形式，使兩光源的參考光路經Y型耦合器到達同一個光電探測器，兩檢測探頭的反射光接收光路經Y型耦合器到達另一個光電探測器。
5.一種差壓傳感器強度補償裝置，包括分別用于檢測被測物一(31)和被測物二(32)所傳遞的壓力的差壓傳感器探頭一(11)和探頭二(12)，以及用于傳輸光信號的光纖束(4)，其特征在于:它設有兩個可交替發光的光源，光源一(51)和光源二(52)，兩個光電探測器，光電探測器一(21)和光電探測器二(22)，光電探測器一(21)和光電探測器二(22)分別設有信號處理器一(71)和信號處理器二(72);它還設有四個用于耦合或拆分的Y型耦合器，即耦合器一(61)、耦合器二(62)、耦合器三(63)、耦合器四(64)。
6.根據權利要求5所述的差壓傳感器強度補償裝置，其特征在于:所述光源一(51)和光源二(52)發出的光分別通過耦合器一(61)和耦合器三(63)分為兩路，一路分別進入探頭一(11)和探頭二(12)，另一路則進入光電探測器二(22)成為參考光路。
7.根據權利要求6所述的差壓傳感器強度補償裝置，其特征在于:探頭一(11)和探頭二(12)反射的光信號分別通過稱合器二(62)和f禹合器(64)從光線束(4)中拆分出反射光纖(41)后進入光電探測器一(21)成為檢測光路。
【文檔編號】G01L13/00GK103557986SQ201310537523
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】胡浩, 鐘麗瓊, 周潛, 張大斌, 曹陽 申請人:貴州大學