压力传感器.pdf

本实用新型涉及一种压力传感器。它包括保护套筒和耐压套筒，保护套筒和耐压套筒通过连接块连接；耐压套筒端部设有压力入口，内侧设有压力内管；压力内管内腔中设有轴杆；轴杆一端穿过连接块进入保护套筒，并在该端设有光栅动拉块；在连接块上对应光栅动拉块的位置设有光栅定拉块，光栅动拉块与光栅定拉块之间设有测压光栅，测压光栅通过光纤与设置在保护套筒端部的光纤端子相连。本实用新型采用光信号代替电磁信号，传感器和分析仪器之间采用光纤连接，不受电磁干扰；整个传感器是密封的，不怕受潮；其主要制作材料可以用石英，更适合在恶劣腐蚀环境中使用；采用波长编码，可在一根光纤上串联多个传感器，容易组网；使用寿命长，可达15年以上。

1.  压力传感器，其特征在于，包括一个保护套筒和一个耐压套筒，所述保护套筒和耐压套筒通过连接块连接；所述耐压套筒端部设有压力入口，内侧设有压力内管；所述压力内管内腔中设有轴杆；所述轴杆一端穿过所述连接块进入保护套筒，并在该端设有光栅动拉块；在连接块上对应所述光栅动拉块的位置设有光栅定拉块，所述光栅动拉块与光栅定拉块之间设有测压光栅，所述测压光栅通过光纤与设置在保护套筒端部的光纤端子相连。

2.  根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述轴杆由第一轴杆和第二轴杆首尾相接构成，所述第一轴杆和第二轴杆由不同膨胀系数材料制成。

3.  根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述轴杆与连接块之间设有直线轴承。

4.  根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，保护套筒内设有测温光栅，所述测温光栅通过光纤与设置在保护套筒端部的光纤端子相连。

5.  根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述耐压套筒上的压力入口处设有密封接头，所述密封接头与耐压套筒之间设有密封环。

压力传感器
技术领域
本实用新型涉及一种压力传感器，特别涉及一种适用于测量采油井内不同深度压力的传感器。
背景技术
在采油井中，需要对不同深度的压力进行监测，以保证采油的安全和正常进行。目前，监测采油井压力主要应用的是电子类的压力传感器，电子类压力传感器易受电磁干扰，怕受潮，对环境要求较高，因此应用范围有限，使用寿命低，造成采油成本增加。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种无需电源，不受电磁干扰，不怕雷击且信号传输距离长的压力传感器。
本实用新型的压力传感器包括：一个保护套筒和一个耐压套筒，所述保护套筒和耐压套筒通过连接块连接；所述耐压套筒端部设有压力入口，内侧设有压力内管；所述压力内管内腔中设有轴杆；所述轴杆一端穿过所述连接块进入保护套筒，并在该端设有光栅动拉块；在连接块上对应所述光栅动拉块的位置设有光栅定拉块，所述光栅动拉块与光栅定拉块之间设有测压光栅，所述测压光栅通过光纤与设置在保护套筒端部的光纤端子相连。
高压流体由耐压套筒上的压力入口进入，使压力内管外壁压力增高，高压流体使压力内管压缩，沿轴向向保护套筒一侧缩短，压力内管带动轴杆向保护套筒一侧运动，导致光栅动拉块与光栅定拉块之间距离变大，这一距离的变化被拉在光栅动拉块与光栅定拉块之间的测压光栅所感知，测压光栅将所感知到的距离变化量通过光纤以光信号的方式传送到光纤光栅分析仪，分析仪即可将光信号分析出来，得出压力入口所进压力的大小。本实用新型的压力传感器采用光信号代替电磁信号，传感器和分析仪器之间采用光纤连接，不会受电磁干扰；整个传感器是密封的，不怕受潮，对环境要求低；其主要制作材料可以用石英，更适合在恶劣腐蚀环境中使用；采用波长编码，可以在一根光纤上串联多个传感器，容易组网；使用寿命长，可达15年以上。
作为对本实用新型的进一步优化，所述轴杆由第一轴杆和第二轴杆首尾相接构成，所述第一轴杆和第二轴杆由不同膨胀系数材料制成。通过调节第一轴杆和第二轴杆的长度，可以使轴杆的总膨胀系数与压力内管的膨胀系数相同，从而可以补偿温度变化对测压精度带来的影响。
作为对本实用新型的另一种优化，所述轴杆与连接块之间设有直线轴承。直线轴承可以起到稳固轴杆的作用，使整个结构抗震性能好。另外，直线轴承使轴杆沿轴向运动时摩擦力小，从而可以提高测量精度。
所述保护套筒内设有测温光栅，所述测温光栅通过光纤与设置在保护套筒端部的光纤端子相连。测温光栅可实时的将压力传感器内的温度值传到光纤光栅分析仪，为温度补偿计算提供所需温度值。
为了方便传感器与待测设备的连接且保证其密封性，所述耐压套筒上的压力入口处设有密封接头，所述密封接头与耐压套筒之间设有密封环。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的压力传感器的一种实施例的结构示意图。
图中：1.接线端子，2.保护套筒，3.光栅动拉块，4.光栅定拉块，5.压力内管，6.耐压套筒，7.密封接头，8.密封环，9.第一轴杆，10.第二轴杆，11.直线轴承，12.拉块转接头，13.测压光栅，14.测温光栅，15.连接块，16.压力入口。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，一个保护套筒2和一个耐压套筒6通过一个连接块15连接在一起，该连接可以通过螺纹连接，也可以通过其他方式连接，但要保证密封。在保护套筒2左端为一光纤接线端子1，该连接端子1用于连接光纤，将压力传感器所得信号通过光纤远程传输到分析仪器。
在耐压套筒6的内侧设有压力内管5，压力内管5一端固定到连接块15上，另一端可以活动。为了加工方便，也可以把压力内管5和连接块15制成一个整体。在压力内管5的内腔中设有轴杆，轴杆一端与压力内管5的活动端连接，另一端穿过连接块15中心延伸到保护套筒2内，为了提高抗震性能并减小摩擦力、提高测量精度，在轴杆与连接块15之间设置直线轴承11。
轴杆位于保护套筒2内的一端通过拉块转接头12安装有光栅动拉块3，连拉块15上与光栅动拉块3相对的位置设有光栅定拉块4，该光栅定拉块4与光栅动拉块3之间设有测压光栅13，测压光栅13通过光纤与保护套筒15端部的接线端子1相连，以将测压光栅13所获得的光信号传输出去。
在保护套筒2的内侧设有测温光栅14，测温光栅14的位置不限于保护套筒2内侧，只要是可以测得传感器内的温度即可。测温光栅14也通过光纤与保护套筒2端部的接线端子1相连，以将测温光栅14所获得的光信号传输出去。
在耐压套筒6的端部设有压力入口16，使用时该压力入口16与被测流体所在的空间相通。为了方便安装和保证密封性，在耐压套筒6的压力入口16处设有一个密封接头7，密封接头7与耐压套筒6之间设有高压密封环8。
本实用新型的工作原理是：高压流体由耐压套筒6上的压力入口16进入，使压力内管5外壁压力增高，高压流体使压力内管5压缩，沿轴向向保护套筒2一侧缩短，压力内管5带动轴杆向保护套筒2一侧运动，导致光栅动拉块3与光栅定拉块4之间距离变大，这一距离的变化被拉在光栅动拉块3与光栅定拉块4之间的测压光栅13所感知，测压光栅13将所感知到的距离变化量通过光纤以光信号的方式传送到光纤光栅分析仪，分析仪即可将光信号分析出来，得出压力入口16所进压力的大小。
为了减小温度变化对测量精度带来的影响，将轴杆分成两段，分别为第一轴杆9和第二轴杆10，两段轴杆采用膨胀系数不同的材料制成，通过调节两段轴杆的长度比，可以使轴杆的总膨胀系数与压力内管5的膨胀系数相同，在温度变化时，压力内管5和轴杆发生相同量的膨胀或收缩，从而将温度的影响降到最低。轴杆也可以不分成两段，这时就需要将测温光栅14获得的温度值传输到分析仪，由分析仪根据该温度值对测得的压力值进行修正。