CN115752877B - 一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器。本发明涉及本发明涉及废气检测技术领域，包括光源、光纤耦合器、第一光纤、第一气体腔、第二光纤、第二气体腔、外套、气体腔塞、光谱仪、处理系统；本发明包含一个法布里‑珀罗谐振腔(FP谐振腔)，FP谐振腔由两个光纤和一个密封的气体腔构成，当FP谐振腔外部气压变化时，会使FP谐振腔的腔长产生变化，进而改变FP谐振腔的谐振频率；本发明结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰、抗腐蚀性能好、智能化与集成化程度高。

Description

一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传 感器

技术领域

本发明涉及废气检测技术领域，是一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器。

背景技术

再生有机树脂复合型材装置上气压传感器可以实时传递内部压力变化，准确掌握内部废气的压力变化，从而反应物料的熔融状态，以便于出现异常时及时调整数据参数，避免出现挤出成型时型材不合格。但目前再生有机树脂复合型材装置上使用的气压传感器灵敏度低，易被腐蚀损坏，频繁更换，即浪费人力物力，又耽误型材生产进度，因此目前都是通过经验判断压力值变化。灵敏度高和抗腐蚀的气压传感器，可以有效解决上述问题，既可以准确有效的反馈压力变化，又有利于再生有机树脂复合型材装置后期的自动化和智能化改造。

目前对废弃光致抗蚀剂废料的物理化学性质进行测试分析，研究废弃光致抗蚀剂结构特征及颗粒比表面等；设计开发废弃光致抗蚀剂、WEEE塑料回收过程中废气自动处理设备、树脂表面活化设备、废弃树脂无害化处理等自动化装备，建成相应生产线；复合材料制备过程产生的生产废水废气处理。针对废气中的VOCs，在传统光催化氧化的技术上，研发低温等离子体装置，研究电子能量、电子密度、气体温度、污染物气体组分等参数对反应效率的影响，提高催化活性；对光化学耦合低温等离子体装置进行设计和制造，实现废气治理的一体化装备与技术，实现整个过程中产生的二次污染的无害化目标。气压传感器是用于测量气压的仪器，气压的本质是气体原子或气体分子对容器壁的碰撞，反映气体的稀薄程度，对人们的生活、生产有非常重要的意义。相对气压是以当时当地大气压强为基准点计算的气压，又称为计示气压，目前应用最广泛的是机械式气压传感器，其具有机械强度高、生产方便、成本低的优点，但缺点也十分明显，例如灵敏度低、智能化与集成化程度低，特别是在生物和化学领域，只能用于测量干燥、无腐蚀性环境中的气压，难以满足现代工业发展的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，采用光纤传感器具有非常明显的优势，如结构简单、体积小、重量轻、损耗小、光谱特性好、可靠性高、灵敏度高、智能化与集成化程度高等优点，特别是光纤传感器抗电磁干扰、对被测环境影响小，且适合在恶劣环境中工作，在物理、生物、化学领域，可用于测量强电磁辐射、强核辐射、强腐蚀性的环境。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明提供了一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，本发明提供了以下技术方案：

一种光纤相对气压传感器，所述传感器包括：光源、光纤耦合器、第一光纤、第一气体腔、第二光纤、第二气体腔、外套、气体腔塞、光谱仪和处理系统；

光源的光输出端连接光纤耦合器的光输入端，光纤耦合器的光输入输出端连接第一光纤的光输入端，第一光纤与第二光纤间的气体形成第一气体腔，第一光纤的光输出端连接第一气体腔的光输入端，第一气体腔的光输出端连接第二光纤的光输入端，第二光纤与外套末端的小孔间的气体形成第二气体腔，第二光纤的光输出端连接第二气体腔的光输入端，第二气体腔的光输出端与外界环境连通；外套包裹在第一光纤、第一气体腔、第二光纤、第二气体腔外部，外套侧面的小孔与第一气体腔连通，气体腔塞将外套侧面的小孔封住；光纤耦合器的光输出端连接光谱仪的光输入端，光谱仪的电输出端连接处理系统的电输入端，处理系统10的电输出端输出传感器输出信号。

优选地，当气体腔塞打开时，第一气体腔通过外套侧面的小孔与外界环境连通，气体在第一气体腔与外界环境间自由流动；

当气体腔塞封住外套侧面的小孔时，第一气体腔被密封在第一光纤的光输出端的端面与第二光纤的光输入端的端面之间。

优选地，第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体在第二气体腔与外界环境间自由流动。

优选地，外套的内壁对光源的输出光的反射率大于95％。

优选地，第二光纤的光输入端的端面对光源的输出光的反射率大于95％。

优选地，第一光纤、第一气体腔、第二光纤构成法布里-珀罗谐振腔，FP谐振腔；

光源的输出光在时间上是连续的，且光的线宽远大于FP谐振腔的自由谱宽。

优选地，处理系统包括分析电路和输出电路；

分析电路的电输入端为处理系统的电输入端，输出电路的电输出端为处理系统的电输出端；光谱仪的电输出端连接分析电路的电输入端，分析电路的电输出端连接输出电路的电输入端，输出电路的电输出端输出传感器输出信号。

一种基于光纤相对气压传感器的测量方法，所述方法包括以下步骤：

测量相对气压前，先将第一气体腔、第二光纤、第二气体腔均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞，由于气体腔塞打开时，第一气体腔通过外套侧面的小孔与外界环境连通，气体可在第一气体腔与外界环境间自由流动，且第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔与外界环境间自由流动，第一气体腔内的气压、第二气体腔内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞封住外套侧面的小孔，由于气体腔塞封住外套侧面的小孔时，第一气体腔被密封在第一光纤的光输出端的端面与第二光纤的光输入端的端面之间，因此，保持第一气体腔内的气压、第二气体腔内的气压均等于当时当地大气压；

测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔置于被测环境中，由于第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔与外界环境间自由流动，第二气体腔内的气压等于被测环境中的气压，依据被测环境中的气压与当时当地大气压的大小。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。

本发明具有以下有益效果：

基于以上不足之处，本发明提供一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，克服了目前相对气压传感器结构复杂、灵敏度低、易受电磁干扰、抗腐蚀性能差、智能化与集成化程度低的问题。

本发明包含一个法布里-珀罗谐振腔(FP谐振腔)，FP谐振腔由两个光纤和一个密封的气体腔构成，当FP谐振腔外部气压变化时，会使FP谐振腔的腔长产生变化，进而改变FP谐振腔的谐振频率，因此，本发明具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰、抗腐蚀性能好、智能化与集成化程度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为处理系统的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1所示，本发明为解决上述技术问题采取的具体优化技术方案是：本发明涉及一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器。

本发明的目的是这样实现的：一种光纤相对气压传感器由包括光源1、光纤耦合器2、第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6、外套7、气体腔塞8、光谱仪9、处理系统10；

光源1的光输出端连接光纤耦合器2的光输入端，光纤耦合器2的光输入输出端连接第一光纤3的光输入端，第一光纤3与第二光纤5间的气体形成第一气体腔4，第一光纤3的光输出端连接第一气体腔4的光输入端，第一气体腔4的光输出端连接第二光纤5的光输入端，第二光纤5与外套7末端的小孔间的气体形成第二气体腔6，第二光纤5的光输出端连接第二气体腔6的光输入端，第二气体腔6的光输出端与外界环境连通；外套7包裹在第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6外部，外套7侧面的小孔与第一气体腔4连通，气体腔塞8可将外套7侧面的小孔封住；光纤耦合器2的光输出端连接光谱仪9的光输入端，光谱仪9的电输出端连接处理系统10的电输入端，处理系统10的电输出端输出传感器输出信号；

所述的气体腔塞8打开时，第一气体腔4通过外套7侧面的小孔与外界环境连通，气体可在第一气体腔4与外界环境间自由流动；

所述的气体腔塞8封住外套7侧面的小孔时，第一气体腔4被密封在第一光纤3的光输出端的端面与第二光纤5的光输入端的端面之间；

所述的第二气体腔6通过外套7末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔6与外界环境间自由流动；

所述的外套7的内壁对光源1的输出光的反射率大于95％；

所述的外套7完全包裹住第一光纤3、并将第一光纤3固定在其内部；

所述的外套7完全包裹住第二光纤5，第二光纤5可在外套7中自由移动；

所述的第二光纤5的光输入端的端面对光源1的输出光的反射率大于95％；

所述的第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5构成法布里-珀罗谐振腔(FP谐振腔)；

所述的光源1的输出光在时间上是连续的，且光的线宽远大于FP谐振腔的自由谱宽；

所述的处理系统10由分析电路10-1、输出电路10-2组成；

分析电路10-1的电输入端为处理系统10的电输入端，输出电路10-2的电输出端为处理系统10的电输出端；光谱仪9的电输出端连接分析电路10-1的电输入端，分析电路10-1的电输出端连接输出电路10-2的电输入端，输出电路10-2的电输出端输出传感器输出信号。

本发明提供一种基于光纤相对气压传感器的测量方法，所述方法包括以下步骤：

本发明测量相对气压前，先将第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞8，使第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞8封住外套7侧面的小孔，保持第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压；

本发明测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔6置于被测环境中，使第二气体腔6内的气压等于被测环境中的气压；

当被测环境中的气压等于当时当地大气压时，第一气体腔4的长度等于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，FP谐振腔的腔长等于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率不变；

当被测环境中的气压大于当时当地大气压时，第一气体腔4的长度小于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，FP谐振腔的腔长小于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率向高频方向移动；

当被测环境中的气压小于当时当地大气压时，第一气体腔4的长度大于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，FP谐振腔的腔长大于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率向低频方向移动。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。

本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。

具体实施例二：

本申请实施例二与实施例一的区别仅在于：

结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由光源1、光纤耦合器2、第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6、外套7、气体腔塞8、光谱仪9、处理系统10组成；

光源1的光输出端连接光纤耦合器2的光输入端，光纤耦合器2的光输入输出端连接第一光纤3的光输入端，第一光纤3与第二光纤5间的气体形成第一气体腔4，第一光纤3的光输出端连接第一气体腔4的光输入端，第一气体腔4的光输出端连接第二光纤5的光输入端，第二光纤5与外套7末端的小孔间的气体形成第二气体腔6，第二光纤5的光输出端连接第二气体腔6的光输入端，第二气体腔6的光输出端与外界环境连通；外套7包裹在第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6外部，外套7侧面的小孔与第一气体腔4连通，气体腔塞8可将外套7侧面的小孔封住；光纤耦合器2的光输出端连接光谱仪9的光输入端，光谱仪9的电输出端连接处理系统10的电输入端，处理系统10的电输出端输出传感器输出信号；

所述的气体腔塞8打开时，第一气体腔4通过外套7侧面的小孔与外界环境连通，气体可在第一气体腔4与外界环境间自由流动；

所述的气体腔塞8封住外套7侧面的小孔时，第一气体腔4被密封在第一光纤3的光输出端的端面与第二光纤5的光输入端的端面之间；

所述的第二气体腔6通过外套7末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔6与外界环境间自由流动；

所述的外套7的内壁对光源1的输出光的反射率大于95％；

所述的外套7完全包裹住第一光纤3、并将第一光纤3固定在其内部；

所述的外套7完全包裹住第二光纤5，第二光纤5可在外套7中自由移动；

所述的第二光纤5的光输入端的端面对光源1的输出光的反射率大于95％；

所述的第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5构成法布里-珀罗谐振腔(FP谐振腔)；

所述的光源1的输出光在时间上是连续的，且光的线宽远大于FP谐振腔的自由谱宽；

所述的处理系统10由分析电路10-1、输出电路10-2组成；

分析电路10-1的电输入端为处理系统10的电输入端，输出电路10-2的电输出端为处理系统10的电输出端；光谱仪9的电输出端连接分析电路10-1的电输入端，分析电路10-1的电输出端连接输出电路10-2的电输入端，输出电路10-2的电输出端输出传感器输出信号。

工作原理：所述的第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5构成法布里-珀罗谐振腔(FP谐振腔)，FP谐振腔的腔长等于第一气体腔4的长度；

光源1的输出光经光纤耦合器2、第一光纤3进入第一气体腔4，由于外套7的内壁对光源1的输出光的反射率大于95％，因此，光可通过第一气体腔4到达第二光纤5，由于第二光纤5的光输入端的端面对光源1的输出光的反射率大于95％，因此，光被第二光纤5的光输入端的端面反射，经第一气体腔4到达第一光纤3，此时光被分为两部分，一部分光经第一光纤3透射，另一部分光被第一光纤3的光输出端的端面反射，这样，光在第一光纤3的光输出端的端面与第二光纤5的光输入端的端面间往复传播，然后由第一光纤3输出，也就是说光进入了由第一光纤3、第一气体腔4、第二光纤5构成的FP谐振腔、并被FP谐振腔反射；光被FP谐振腔反射后经光纤耦合器2进入光谱仪9，光谱仪9采集FP谐振腔的反射谱，然后将FP谐振腔的反射谱转化为反射谱电压信号、并将反射谱电压信号送入处理系统10，处理系统10进行电压信号采集、数据分析、并最终输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气压大小；

当光进入FP谐振腔时，存在某些特定光波长的光，满足在FP谐振腔中往复传播一次时的相位是2π的整数倍，这些光波长称为FP谐振腔的“谐振波长”，FP谐振腔的谐振波长所对应的光频率称为FP谐振腔的“谐振频率”，FP谐振腔的任意两相邻谐振频率的频率间隔相等，且该频率间隔称为FP谐振腔的“自由谱宽”，光频率为FP谐振腔谐振频率的光均在FP谐振腔中发生谐振，且谐振时光的反射率最小，因此，FP谐振腔的反射谱为等频率间隔的反射谷，此频率间隔即为FP谐振腔的自由谱宽，反射谷的最小反射率即为FP谐振腔谐振频率处的反射率、且反射谷的中心频率即为FP谐振腔的谐振频率；

由于光源1的输出光在时间上是连续的，且光的线宽远大于FP谐振腔的自由谱宽，因此，光源1的输出光包含大量FP谐振腔的谐振频率；

光源1的输出光被FP谐振腔反射时，由于光源1的输出光包含大量FP谐振腔的谐振频率，而光频率为FP谐振腔谐振频率的光的反射率最小，因此，FP谐振腔的反射谱为等频率间隔的反射谷，此频率间隔即为FP谐振腔的自由谱宽，反射谷的最小反射率即为FP谐振腔谐振频率处的反射率、且反射谷的中心频率即为FP谐振腔的谐振频率；

本发明测量相对气压前，先将第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞8，由于气体腔塞8打开时，第一气体腔4通过外套7侧面的小孔与外界环境连通，气体可在第一气体腔4与外界环境间自由流动，且第二气体腔6通过外套7末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔6与外界环境间自由流动，因此，第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞8封住外套7侧面的小孔，由于气体腔塞8封住外套7侧面的小孔时，第一气体腔4被密封在第一光纤3的光输出端的端面与第二光纤5的光输入端的端面之间，因此，保持第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压；

本发明测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔6置于被测环境中，由于第二气体腔6通过外套7末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔6与外界环境间自由流动，因此，第二气体腔6内的气压等于被测环境中的气压，依据被测环境中的气压与当时当地大气压的大小，分为以下三种情况：

(1)当被测环境中的气压等于当时当地大气压时，由于外套7完全包裹住第一光纤3、并将第一光纤3固定在其内部，且外套7完全包裹住第二光纤5，第二光纤5可在外套7中自由移动，因此，第一气体腔4的长度等于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，这样，FP谐振腔的腔长也等于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率不变；

(2)当被测环境中的气压大于当时当地大气压时，由于外套7完全包裹住第一光纤3、并将第一光纤3固定在其内部，且外套7完全包裹住第二光纤5，第二光纤5可在外套7中自由移动，因此，第一气体腔4的长度小于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，这样，FP谐振腔的腔长也小于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率向高频方向移动；

(3)当被测环境中的气压小于当时当地大气压时，由于外套7完全包裹住第一光纤3、并将第一光纤3固定在其内部，且外套7完全包裹住第二光纤5，第二光纤5可在外套7中自由移动，因此，第一气体腔4的长度大于当时当地大气压下第一气体腔4的长度，这样，FP谐振腔的腔长也大于当时当地大气压下FP谐振腔的腔长，此时，与当时当地大气压下FP谐振腔的谐振频率相比，FP谐振腔相同谐振级数的谐振频率向低频方向移动；

具体测量过程如下：

(1)本发明测量相对气压前，先将第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞8，使第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞8封住外套7侧面的小孔，保持第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，然后记录FP谐振腔的反射谱、并将此反射谱记为“反射谱1”，将反射谱1中任意一个反射谷的中心频率记为“谐振频率1”；

(2)本发明测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔6置于被测环境中，使第二气体腔6内的气压等于被测环境中的气压，记录FP谐振腔的反射谱、并将此反射谱记为“反射谱2”，将反射谱2中与谐振频率1谐振级数相同的反射谷的中心频率记为“谐振频率2”；依据谐振频率1与谐振频率2的大小，分为以下三种情况：①如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气压等于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为零；②如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气压大于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为正，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；③如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气压小于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为负，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；

光谱仪9采集FP谐振腔的反射谱，然后，光谱仪9将FP谐振腔的反射谱转化为反射谱电压信号、并将反射谱电压信号送入处理系统10；

本发明测量相对气压前，先将第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞8，使第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞8封住外套7侧面的小孔，保持第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，然后处理系统10采集反射谱电压信号，记录为反射谱1，并由反射谱1获取并记录谐振频率1；

本发明测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔6置于被测环境中，使第二气体腔6内的气压等于被测环境中的气压，处理系统10采集反射谱电压信号，记录为反射谱2，并由反射谱2获取并记录谐振频率2；然后，处理系统10依据谐振频率1与谐振频率2的大小，分为以下三种情况：①如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气压等于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为零；②如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气压大于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为正，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；③如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气压小于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为负，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；最后，处理系统10输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气压大小；

处理系统10的工作原理：

光谱仪9采集FP谐振腔的反射谱，然后，光谱仪9将FP谐振腔的反射谱转化为反射谱电压信号、并将反射谱电压信号送入分析电路10-1；

本发明测量相对气压前，先将第一气体腔4、第二光纤5、第二气体腔6均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞8，使第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞8封住外套7侧面的小孔，保持第一气体腔4内的气压、第二气体腔6内的气压均等于当时当地大气压，然后分析电路10-1采集反射谱电压信号，记录为反射谱1，并由反射谱1获取并记录谐振频率1；

本发明测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔6置于被测环境中，使第二气体腔6内的气压等于被测环境中的气压，分析电路10-1采集反射谱电压信号，记录为反射谱2，并由反射谱2获取并记录谐振频率2；然后，分析电路10-1依据谐振频率1与谐振频率2的大小，分为以下三种情况：①如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气压等于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为零；②如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气压大于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为正，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；③如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气压小于当时当地大气压，即被测环境中的相对气压为负，相对气压的大小由谐振频率2与谐振频率1的频率差得出；最后，分析电路10-1将被测环境中的相对气压信息送入输出电路10-2，输出电路10-2输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气压大小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

以上所述仅是一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器的优选实施方式，一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，其特征是：所述传感器包括：光源、光纤耦合器、第一光纤、第一气体腔、第二光纤、第二气体腔、外套、气体腔塞、光谱仪和处理系统；

光源的光输出端连接光纤耦合器的光输入端，光纤耦合器的光输入输出端连接第一光纤的光输入端，第一光纤与第二光纤间的气体形成第一气体腔，第一光纤的光输出端连接第一气体腔的光输入端，第一气体腔的光输出端连接第二光纤的光输入端，第二光纤与外套末端的小孔间的气体形成第二气体腔，第二光纤的光输出端连接第二气体腔的光输入端，第二气体腔的光输出端与外界环境连通；外套包裹在第一光纤、第一气体腔、第二光纤、第二气体腔外部，外套侧面的小孔与第一气体腔连通，气体腔塞将外套侧面的小孔封住；光纤耦合器的光输出端连接光谱仪的光输入端，光谱仪的电输出端连接处理系统的电输入端，处理系统的电输出端输出传感器输出信号；

第二光纤的光输入端的端面对光源的输出光的反射率大于95％；

当气体腔塞打开时，第一气体腔通过外套侧面的小孔与外界环境连通，气体在第一气体腔与外界环境间自由流动；

当气体腔塞封住外套侧面的小孔时，第一气体腔被密封在第一光纤的光输出端的端面与第二光纤的光输入端的端面之间；

第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体在第二气体腔与外界环境间自由流动；

所述的外套（7）完全包裹住第一光纤（3）、并将第一光纤（3）固定在其内部；

所述的外套（7）完全包裹住第二光纤（5），第二光纤（5）可在外套（7）中自由移动。

2.根据权利要求1所述的一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，其特征是：外套的内壁对光源的输出光的反射率大于95％。

3.根据权利要求2所述的一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，其特征是：第一光纤、第一气体腔、第二光纤构成法布里-珀罗谐振腔，FP谐振腔；

光源的输出光在时间上是连续的，且光的线宽远大于FP谐振腔的自由谱宽。

4.根据权利要求3所述的一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，其特征是：处理系统包括分析电路和输出电路；

分析电路的电输入端为处理系统的电输入端，输出电路的电输出端为处理系统的电输出端；光谱仪的电输出端连接分析电路的电输入端，分析电路的电输出端连接输出电路的电输入端，输出电路的电输出端输出传感器输出信号。

5.一种基于光纤相对气压传感器的测量方法，所述方法基于如权利要求4所述的一种应用于再生有机树脂复合型材装置上的光纤相对气压传感器，其特征是：所述方法包括以下步骤：

测量相对气压前，先将第一气体腔、第二光纤、第二气体腔均置于当时当地大气压下，然后打开气体腔塞，由于气体腔塞打开时，第一气体腔通过外套侧面的小孔与外界环境连通，气体可在第一气体腔与外界环境间自由流动，且第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔与外界环境间自由流动，第一气体腔内的气压、第二气体腔内的气压均等于当时当地大气压，再用气体腔塞封住外套侧面的小孔，由于气体腔塞封住外套侧面的小孔时，第一气体腔被密封在第一光纤的光输出端的端面与第二光纤的光输入端的端面之间，因此，保持第一气体腔内的气压、第二气体腔内的气压均等于当时当地大气压；分析电路采集反射谱电压信号，记录为反射谱1，并由反射谱1获取并记录谐振频率1；

测量被测环境中的相对气压时，将第二气体腔置于被测环境中，由于第二气体腔通过外套末端的小孔与外界环境连通，气体可在第二气体腔与外界环境间自由流动，第二气体腔内的气压等于被测环境中的气压；分析电路采集反射谱电压信号，记录为反射谱2，并由反射谱2获取并记录谐振频率2，分析电路根据谐振频率1和谐振频率2的频率差，得到相对气压的大小。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求5所述的一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。

7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据权利要求5所述的一种基于光纤相对气压传感器的测量方法。