基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法
【專利摘要】基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，屬于光纖光柵應(yīng)變傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有壓差傳感方法存在傳感功能性失靈的風(fēng)險(xiǎn)性高的問題。管道上的高、低壓孔流出的液體產(chǎn)生的液壓差作用在高壓隔離膜片和低壓隔離膜片上，使高壓隔離膜片、低壓隔離膜片產(chǎn)生形變，且該形變使2號(hào)圓筒內(nèi)的高溫硅油推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片的中心進(jìn)行軸向移動(dòng)，使中心測(cè)量彈性膜片發(fā)生形變，并帶動(dòng)1號(hào)強(qiáng)磁鐵移動(dòng)，使2號(hào)強(qiáng)磁鐵跟隨1號(hào)強(qiáng)磁鐵同步移動(dòng)，2號(hào)強(qiáng)磁鐵的移動(dòng)使彈性懸臂梁彎曲，使帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵發(fā)生形變，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵輸出的信號(hào)通過解調(diào)儀送至計(jì)算機(jī)，完成對(duì)液體壓差信息的傳送。本發(fā)明主要應(yīng)用在液體壓差傳感領(lǐng)域。
【專利說明】基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用隔離式強(qiáng)磁鐵帶動(dòng)懸臂梁表面光纖光柵發(fā)生應(yīng)變的光纖差壓傳感器，屬于光纖光柵應(yīng)變傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]差壓傳感器廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、環(huán)保等行業(yè)，用于測(cè)量液體、氣體的差壓和流量等參數(shù)，可作為過程控制領(lǐng)域用差壓變送器的核心部件。
[0003]在許多特殊的場(chǎng)合，光纖光柵差壓傳感器具有許多傳統(tǒng)差壓傳感器不具備的特點(diǎn)。光纖光柵作為智能化結(jié)構(gòu)的傳感器，具有體積小、重量輕、耐腐蝕、抗電磁干擾能力強(qiáng)、易集成、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以埋覆在被測(cè)物體和材料內(nèi)部對(duì)壓強(qiáng)、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、流速、流量、粘度等物理量進(jìn)行檢測(cè)。
[0004]對(duì)于市場(chǎng)上現(xiàn)有的差壓變送器，由于差壓傳感器的體積大、價(jià)格昂貴、抗電磁干擾能力差等缺點(diǎn)，對(duì)其工程化的推廣應(yīng)用構(gòu)成了限制；對(duì)于差壓變送器的使用環(huán)境，電阻、電容式差壓傳感器在強(qiáng)電磁、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)輻射、高低溫、極端惡劣天氣等狀況下可能存在功能性失靈的風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于光纖光柵傳感信號(hào)的解調(diào)，是依據(jù)對(duì)光纖光柵不同的中心波長(zhǎng)返回值進(jìn)行讀取和參量變換，進(jìn)而得到待測(cè)信息的變化量，在相同情況下光纖光柵傳感器更適合于惡劣環(huán)境下對(duì)微小差壓信號(hào)的測(cè)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有壓差傳感方法存在傳感功能性失靈的風(fēng)險(xiǎn)性高的問題，本發(fā)明提供了一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法。
[0006]基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，所述的光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器包括I號(hào)非金屬圓筒、2號(hào)圓筒、I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、高壓隔離膜片、低壓隔離膜片、中心測(cè)量彈性膜片、I號(hào)強(qiáng)磁鐵、2號(hào)強(qiáng)磁鐵、彈性懸臂梁和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵；
[0007]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、高壓隔離膜片、低壓隔離膜片、中心測(cè)量彈性膜片和I號(hào)強(qiáng)磁鐵均位于2號(hào)圓筒內(nèi)，
[0008]2號(hào)圓筒的底面設(shè)有高壓液體入口，頂面設(shè)有低壓液體入口，
[0009]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)均為圓形結(jié)構(gòu)，
[0010]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)依次沿2號(hào)圓筒的頂面至底面的方向固定在2號(hào)圓筒內(nèi)，且I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)上均設(shè)有通孔，
[0011]低壓隔離膜片嵌入在2號(hào)圓筒內(nèi)，且位于低壓液體入口和I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)之間，I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)用于對(duì)低壓隔離膜片進(jìn)行過載保護(hù)；
[0012]高壓隔離膜片嵌入在2號(hào)圓筒內(nèi)，且位于高壓液體入口和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)之間，3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)用于對(duì)高壓隔離膜片進(jìn)行過載保護(hù)；
[0013]中心測(cè)量彈性膜片位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)之間，且中心測(cè)量彈性膜片的膜片邊緣與2號(hào)圓筒的內(nèi)壁固定連接，
[0014]I號(hào)強(qiáng)磁鐵通過剛性桿與中心測(cè)量彈性膜片的中心垂直固定連接，且剛性桿穿過2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)的通孔，4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)嵌套在剛性桿外，與剛性桿固定連接，且4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和中心測(cè)量彈性膜片之間，2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)用于對(duì)4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行過載保護(hù)，
[0015]I號(hào)非金屬圓筒垂直嵌入在2號(hào)圓筒的側(cè)壁內(nèi)，且位于I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)和2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)之間，
[0016]2號(hào)強(qiáng)磁鐵、彈性懸臂梁和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵均位于I號(hào)非金屬圓筒內(nèi)，彈性懸臂梁的一端吊裝在I號(hào)非金屬圓筒的頂面上，另一端固定有2號(hào)強(qiáng)磁鐵，且2號(hào)強(qiáng)磁鐵與I號(hào)強(qiáng)磁鐵異性相對(duì)設(shè)置，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵黏貼在彈性懸臂梁的側(cè)壁上，
[0017]2號(hào)強(qiáng)磁鐵與I號(hào)強(qiáng)磁鐵之間的垂直距離的范圍為3mm至5mm ;
[0018]該液體壓差的傳感方法包括如下步驟，
[0019]首先，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)光耦合器入射至帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵，經(jīng)帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵反射后，又經(jīng)光耦合器進(jìn)入光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀用于記錄反射光的波長(zhǎng)，光纖光柵解調(diào)儀輸出的結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示并存儲(chǔ)；
[0020]其次，在2號(hào)圓筒內(nèi)充入高溫硅油，使圓筒內(nèi)的高溫硅油趨近于充滿狀態(tài)，最后，在液體流經(jīng)方向的管道上開兩個(gè)孔，液體流經(jīng)的第一個(gè)孔為高壓孔，液體流經(jīng)的第二個(gè)孔為低壓孔，將管道上的高壓孔與2號(hào)圓筒的高壓液體入口連通，管道上的低壓孔與2號(hào)圓筒的低壓液體入口連通，
[0021]管道上的高、低壓孔流出的液體產(chǎn)生的液壓差作用在高壓隔離膜片和低壓隔離膜片上，使高壓隔離膜片、低壓隔離膜片產(chǎn)生形變，且該形變使2號(hào)圓筒內(nèi)的高溫硅油推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片的中心進(jìn)行軸向移動(dòng)，使中心測(cè)量彈性膜片發(fā)生形變，并帶動(dòng)I號(hào)強(qiáng)磁鐵移動(dòng)，因I號(hào)強(qiáng)磁鐵和2號(hào)強(qiáng)磁鐵異性相吸，使2號(hào)強(qiáng)磁鐵跟隨I號(hào)強(qiáng)磁鐵同步移動(dòng)，
[0022]2號(hào)強(qiáng)磁鐵的移動(dòng)使彈性懸臂梁彎曲，使帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵發(fā)生形變，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵輸出的信號(hào)通過解調(diào)儀送至計(jì)算機(jī)，完成對(duì)液體壓差信息的傳送。
[0023]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明使得油氣分離、油液分離，本發(fā)明壓差傳感方法在存在傳感功能性失靈的風(fēng)險(xiǎn)上降低了 50%以上。本發(fā)明采用的光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，采用獨(dú)特的隔離密封式磁力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，避免硅油等壓力傳遞介質(zhì)對(duì)光纖光柵固化區(qū)域的長(zhǎng)期腐蝕和沖擊破壞，可以很好的延長(zhǎng)傳感器的使用壽命，保證其持續(xù)良好的重復(fù)性和靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明所述的光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]【具體實(shí)施方式】一:參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，所述的光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器包括I號(hào)非金屬圓筒1、2號(hào)圓筒2、I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-3、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4、高壓隔離膜片6-1、低壓隔離膜片6-2、中心測(cè)量彈性膜片7、1號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1、2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2、彈性懸臂梁9和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10 ；
[0026]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5_3、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4、高壓隔離膜片6-1、低壓隔離膜片6-2、中心測(cè)量彈性膜片7和I號(hào)強(qiáng)磁鐵8_1均位于2號(hào)圓筒2內(nèi)，
[0027]2號(hào)圓筒2的底面設(shè)有高壓液體入口 3，頂面設(shè)有低壓液體入口 4，
[0028]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5_3均為圓形結(jié)構(gòu)，
[0029]I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5_3依次沿2號(hào)圓筒2的頂面至底面的方向固定在2號(hào)圓筒2內(nèi)，且I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-3上均設(shè)有通孔，
[0030]低壓隔離膜片6-2嵌入在2號(hào)圓筒2內(nèi)，且位于低壓液體入口 4和I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1之間，I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1用于對(duì)低壓隔離膜片6-2進(jìn)行過載保護(hù)；
[0031]高壓隔離膜片6-1嵌入在2號(hào)圓筒2內(nèi)，且位于高壓液體入口 3和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-3之間，3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-3用于對(duì)高壓隔離膜片6-1進(jìn)行過載保護(hù)；
[0032]中心測(cè)量彈性膜片7位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5_3之間，且中心測(cè)量彈性膜片7的膜片邊緣與2號(hào)圓筒2的內(nèi)壁固定連接，
[0033]I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1通過剛性桿與中心測(cè)量彈性膜片7的中心垂直固定連接，且剛性桿穿過2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2的通孔，4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4嵌套在剛性桿外，與剛性桿固定連接，且4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2和中心測(cè)量彈性膜片7之間，2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2用于對(duì)4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4進(jìn)行過載保護(hù)，
[0034]I號(hào)非金屬圓筒I垂直嵌入在2號(hào)圓筒2的側(cè)壁內(nèi)，且位于I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-1和2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2之間，
[0035]2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2、彈性懸臂梁9和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10均位于I號(hào)非金屬圓筒I內(nèi)，彈性懸臂梁9的一端吊裝在I號(hào)非金屬圓筒I的頂面上，另一端固定有2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2，且2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2與I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1異性相對(duì)設(shè)置，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10黏貼在彈性懸臂梁9的側(cè)壁上，
[0036]2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2與I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1之間的垂直距離的范圍為3mm至5mm ;
[0037]該液體壓差的傳感方法包括如下步驟，
[0038]首先，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)光耦合器入射至帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10，經(jīng)帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10反射后，又經(jīng)光耦合器進(jìn)入光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀用于記錄反射光的波長(zhǎng)，光纖光柵解調(diào)儀輸出的結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示并存儲(chǔ)；
[0039]其次，在2號(hào)圓筒2內(nèi)充入高溫硅油，使圓筒2內(nèi)的高溫硅油趨近于充滿狀態(tài)，最后，在液體流經(jīng)方向的管道上開兩個(gè)孔，液體流經(jīng)的第一個(gè)孔為高壓孔，液體流經(jīng)的第二個(gè)孔為低壓孔，將管道上的高壓孔與2號(hào)圓筒2的高壓液體入口 3連通，管道上的低壓孔與2號(hào)圓筒2的低壓液體入口 4連通，
[0040]管道上的高、低壓孔流出的液體產(chǎn)生的液壓差作用在高壓隔離膜片6-1和低壓隔離膜片6-2上，使高壓隔離膜片6-1、低壓隔離膜片6-2產(chǎn)生形變，且該形變使2號(hào)圓筒2內(nèi)的高溫硅油推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片7的中心進(jìn)行軸向移動(dòng)，使中心測(cè)量彈性膜片7發(fā)生形變，并帶動(dòng)I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1移動(dòng)，因I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1和2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2異性相吸，使2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2跟隨I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1同步移動(dòng)，
[0041]2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2的移動(dòng)使彈性懸臂梁9彎曲，使帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10發(fā)生形變，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10輸出的信號(hào)通過解調(diào)儀送至計(jì)算機(jī)，完成對(duì)液體壓差信息的傳送。
[0042]本實(shí)施方式中，2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2跟隨I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1近似同步移動(dòng)。
[0043]具體地說，差壓變化會(huì)推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片7在軸向發(fā)生一定程度的位移，剛性桿末端的I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1會(huì)同步帶動(dòng)與之相對(duì)2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2產(chǎn)生微小位移，進(jìn)而會(huì)引發(fā)彈性懸臂梁9切向形變，造成帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10的微小應(yīng)變，
[0044]光纖光柵解調(diào)儀可以對(duì)其微應(yīng)變信號(hào)進(jìn)行處理，在計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)軟件上通過讀取光波長(zhǎng)的變化來間接反映中心測(cè)量彈性膜片的微小位移。
[0045]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的I號(hào)非金屬圓筒I為非金屬非磁場(chǎng)屏蔽圓筒。
[0046]本實(shí)施方式中，2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2被封閉在非金屬非磁場(chǎng)屏蔽圓筒中，實(shí)現(xiàn)將被測(cè)介質(zhì)與測(cè)量部件的隔離，較好的對(duì)光纖光柵進(jìn)行保護(hù)當(dāng)高、低壓腔的壓差發(fā)生變化時(shí)，差壓會(huì)推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片7在軸向發(fā)生一定程度的位移，剛性桿末端的I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1會(huì)同步帶動(dòng)與之相對(duì)2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2產(chǎn)生微小位移，進(jìn)而會(huì)引發(fā)彈性懸臂梁9切向形變，造成帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10的微小應(yīng)變，通過帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵10波長(zhǎng)和壓力標(biāo)定可進(jìn)行不同范圍差壓的測(cè)量。
[0047]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4為圓形結(jié)構(gòu)，且4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-4完全覆蓋2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2的通孔。【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的中心測(cè)量彈性膜片7采用彈性金屬材料、纖維增強(qiáng)聚合物、或碳纖維實(shí)現(xiàn)。
[0048]本實(shí)施方式，中心測(cè)量彈性膜片7采用彈性金屬材料、纖維增強(qiáng)聚合物、或碳纖維實(shí)現(xiàn)，中心測(cè)量彈性膜片7的工作直徑、厚度可以根據(jù)測(cè)量范圍選定。
[0049]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，它還包括剛性金屬鉸鏈，剛性金屬鉸鏈連接在I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1和2號(hào)圓筒2之間，用于克服I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1與2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2相接觸?！揪唧w實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的剛性金屬鉸鏈為不銹鋼絲繩。
[0050]本實(shí)施方式中，剛性金屬鉸鏈或不銹鋼絲繩來實(shí)現(xiàn)，保障差壓傳感器的測(cè)量精度和抗蠕變的能力。
[0051]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的剛性桿為圓柱形，2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2的通孔為圓形，剛性桿嵌入在2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2的通孔內(nèi)。
[0052]本實(shí)施方式中，通過2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)5-2的通孔對(duì)剛性桿的嵌入式固定，用于克服I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1和2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2由于磁性相吸而導(dǎo)致的I號(hào)強(qiáng)磁鐵8-1和2號(hào)強(qiáng)磁鐵8-2相接觸。
[0053]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法的區(qū)別在于，所述的彈性懸臂梁9采用彈性金屬材料或纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，所述的光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器包括I號(hào)非金屬圓筒(I)、2號(hào)圓筒(2)、1號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)、高壓隔離膜片(6-1)、低壓隔離膜片(6-2)、中心測(cè)量彈性膜片(7)、1號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)、2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8_2)、彈性懸臂梁(9)和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)； I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)、3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)、4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)、高壓隔離膜片(6-1)、低壓隔離膜片(6-2)、中心測(cè)量彈性膜片(7)和I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)均位于2號(hào)圓筒(2)內(nèi)， 2號(hào)圓筒(2)的底面設(shè)有高壓液體入口(3)，頂面設(shè)有低壓液體入口(4)， I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)均為圓形結(jié)構(gòu)， I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)依次沿2號(hào)圓筒(2)的頂面至底面的方向固定在2號(hào)圓筒(2)內(nèi)，且I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)、2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)上均設(shè)有通孔，低壓隔離膜片(6-2)嵌入在2號(hào)圓筒⑵內(nèi)，且位于低壓液體入口⑷和I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)之間，I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)用于對(duì)低壓隔離膜片(6-2)進(jìn)行過載保護(hù)；高壓隔離膜片(6-1)嵌入在2號(hào)圓筒(2)內(nèi)，且位于高壓液體入口(3)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)之間，3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)用于對(duì)高壓隔離膜片(6-1)進(jìn)行過載保護(hù)；中心測(cè)量彈性膜片(7)位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)和3號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-3)之間，且中心測(cè)量彈性膜片(7)的膜片邊緣與2號(hào)圓筒(2)的內(nèi)壁固定連接， I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)通過剛性桿與中心測(cè)量彈性膜片(7)的中心垂直固定連接，且剛性桿穿過2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)的通孔，4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)嵌套在剛性桿外，與剛性桿固定連接，且4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)位于2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)和中心測(cè)量彈性膜片(7)之間，2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)用于對(duì)4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)進(jìn)行過載保護(hù)， I號(hào)非金屬圓筒(I)垂直嵌入在2號(hào)圓筒(2)的側(cè)壁內(nèi)，且位于I號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-1)和2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)之間， 2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)、彈性懸臂梁(9)和帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)均位于I號(hào)非金屬圓筒(I)內(nèi)，彈性懸臂梁(9)的一端吊裝在I號(hào)非金屬圓筒(I)的頂面上，另一端固定有2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)，且2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)與I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)異性相對(duì)設(shè)置，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)黏貼在彈性懸臂梁(9)的側(cè)壁上， 2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)與I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)之間的垂直距離的范圍為3mm至5mm ; 其特征在于，該液體壓差的傳感方法包括如下步驟， 首先，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)光耦合器入射至帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)，經(jīng)帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)反射后，又經(jīng)光耦合器進(jìn)入光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀用于記錄反射光的波長(zhǎng)，光纖光柵解調(diào)儀輸出的結(jié)果在計(jì)算機(jī)上顯示并存儲(chǔ)； 其次，在2號(hào)圓筒(2)內(nèi)充入高溫硅油，使圓筒(2)內(nèi)的高溫硅油趨近于充滿狀態(tài)，最后，在液體流經(jīng)方向的管道上開兩個(gè)孔，液體流經(jīng)的第一個(gè)孔為高壓孔，液體流經(jīng)的第二個(gè)孔為低壓孔，將管道上的高壓孔與2號(hào)圓筒(2)的高壓液體入口(3)連通，管道上的低壓孔與2號(hào)圓筒(2)的低壓液體入口(4)連通， 管道上的高、低壓孔流出的液體產(chǎn)生的液壓差作用在高壓隔離膜片(6-1)和低壓隔離膜片(6-2)上，使高壓隔離膜片(6-1)、低壓隔離膜片(6-2)產(chǎn)生形變，且該形變使2號(hào)圓筒(2)內(nèi)的高溫硅油推動(dòng)中心測(cè)量彈性膜片(7)的中心進(jìn)行軸向移動(dòng)，使中心測(cè)量彈性膜片(7)發(fā)生形變，并帶動(dòng)I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)移動(dòng)，因I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)和2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)異性相吸，使2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)跟隨I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)同步移動(dòng)， 2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)的移動(dòng)使彈性懸臂梁(9)彎曲，使帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)發(fā)生形變，帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵(10)輸出的信號(hào)通過解調(diào)儀送至計(jì)算機(jī)，完成對(duì)液體壓差信息的傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的I號(hào)非金屬圓筒(I)為非金屬非磁場(chǎng)屏蔽圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)為圓形結(jié)構(gòu)，且4號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-4)完全覆蓋2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的中心測(cè)量彈性膜片(7)采用彈性金屬材料、纖維增強(qiáng)聚合物、或碳纖維實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，它還包括剛性金屬鉸鏈，剛性金屬鉸鏈連接在I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)和2號(hào)圓筒(2)之間，用于克服I號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-1)與2號(hào)強(qiáng)磁鐵(8-2)相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的剛性金屬鉸鏈為不銹鋼絲繩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的剛性桿為圓柱形，2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)的通孔為圓形，剛性桿嵌入在2號(hào)過載保護(hù)機(jī)構(gòu)(5-2)的通孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖光柵的磁力傳動(dòng)差壓傳感器實(shí)現(xiàn)的液體壓差的傳感方法，其特征在于，所述的彈性懸臂梁(9)采用彈性金屬材料或纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G01L11/02GK104266789SQ201410588928
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】姜旭, 車國(guó)航, 呂國(guó)輝, 商紹華, 王亮 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)