拜安科技 - 高性能光纤传感器

MEMS光学压力传感器

产品概述

BA-FPP系列压力传感器基于高精细度F-P干涉原理，采用MEMS微加工技术制备多光束干涉仪芯片，在高温高压等严苛环境下对流体压力实现快速测量，并将压力值调制为不受电磁干扰的光波长信号，通过单模石英光纤传输到全光谱分析仪，基于可调谐波长扫描原理完成数字化解调，精准进行压力转换。

MEMS光学压力传感器相比传统电学压力传感器，其测量端无源工作，本安防爆、抗干扰能力强、抗震性好、信号长距离传输能力强；同时在耐高温、抗过载、耐腐蚀和辐照方面具有显著的技术优势。压力传感器具有低零点漂移、长期高稳定性、良好重复性等特性，内部传感芯片的分辨力为满量程的十万分之二，全温区满量程精度最高可达到万分之一。MEMS光学压力传感器使用维护简便，配套全光谱分析仪使用，单台分析仪可挂载多路传感器，实现多点压力采集，传感器整体安装方式灵活，光电分离，传感器就近安装、无需供电、光纤长距离传输，无电磁干扰，信号在远程集中处理和显示，适配各类工业应用场景。

产品形态

优势特点

◆超高测量精度，长期稳定免校准

▸ 测量精度区间：±0.01% F.S～±0.1% F.S；
▸ 分辨力高达 0.002% F.S；
▸ 超低零点漂移：月稳定性可达±0.01% F.S，15年总漂移控制在 0.1% F.S 以内，无需频繁校准；
▸ 直接介质测量，不受混合气体组分干扰，重复性优异。

◆无源本安架构，全场景环境适配

▸ 传感器完全无源无电路，具备本安防爆特性，适配易燃易爆高危工艺场景；
▸ 抗电磁干扰能力强；
▸ 主体采用316L不锈钢材质，耐强腐蚀介质，可适配腐蚀性工艺气、液体工况。

◆机械可靠性强，宽温抗振抗过载

▸ 过载能力优异，可承受3～5 倍额定压力瞬时冲击，不易损坏；
▸ 全域宽温数字补偿算法，高低温工况有效抑制温漂，极端环境长期稳定运行；
▸ 高标准抗振性能：10Hz～150Hz、3g 振动下测量误差≤±0.003% F.S；
▸ 150Hz～2000Hz、1g 振动下测量误差≤±0.01% F.S。

◆超快动态响应，捕捉瞬时压力波动

▸ 10%～90% F.S 量程阶跃响应时间＜20ms，动态采集速度快；
▸ 实时跟随工况压力快速变化，满足压力动态工艺闭环监测需求。

◆光纤光电分离，远程多路组网运维

▸ 光电分离分体架构，传感器与分析仪光纤连接，长距离传输无光信号衰减；
▸ 单台分析仪支持多路传感器同步采集，实现一表多点分布式监测；
▸ 配套铠装光缆，耐弯折、耐磨，现场布线简单可靠，支持控制室远程集中测控。

◆安装灵活便捷，部署方式多样

▸ 传感器与采集终端物理分离，可分开布置，适配高温、防爆危险区域隔离安装；
▸ 支持多种安装接口，安装适配性强。

◆规格体系完善，支持个性化定制

▸ 标准量程、压力接口品类齐全，多种结构接头可选；
▸ 可根据行业工况定制量程、安装柜体、多路集成成套方案。

应用领域

电力能源：主变油压、GIS气室、电缆油压、储能电池、风电变桨、冷却水压力监测，耐强电磁、浪涌，防爆宽温稳定；
石化：LNG储罐氮封、蒸馏塔压差、长输管线、井下液压管线压力管控，可补偿温差零点漂移；
轨交船舶：高铁制动、地铁空气弹簧、机车油路、船舶压载舱、舵机、海底管线压力检测，抗振动盐雾；
市政智慧城市：供水管网、二次供水、排水内涝、管廊微差压、消防水压监测，防潮耐腐，低功耗无线免维护；
热管理制冷：冷水机组、数据中心液冷、热泵、冷链车制冷压力管控，耐冷媒腐蚀与压力脉动；
水利水文：大坝扬压、水库水位、泵站液位监测，防水下泥沙，防雷数字输出；
航空航天：飞机燃油、水箱、气压检测，宽温快响应，强电磁屏蔽；
土木基建：路桥隧道、建筑、堆场、基坑边坡、大坝沉降微差压监测，依托连通管高精度测压，抗野外温变管路扰动，可长期无人值守。

系统指标

表1 压力传感器技术参数

序号	参数	指标	备注
1	类型	绝压
2	原理	MEMS光学干涉
3	量程	10Pa-270kPa、5kPa-110kPa、10kPa-350kPa、50kPa-110kPa、80kPa-120kPa、0kPa-160kPa、0kPa-500kPa、0kPa-1MPa、0kPa-1.5MPa、0kPa-2MPa、0kPa-3MPa、0kPa-6MPa、0kPa-10MPa、0kPa-30MPa、0kPa-40MPa	其他量程可选<br>最小校准压力3.5kPa
4	精度	0.01%F.S、0.02%F.S、0.05%F.S、0.1%F.S	其他精度可选
5	过压倍数	2倍F.S
6	分辨力	0.002%F.S
7	适用介质	与316L不锈钢、硅、玻璃和环氧树脂兼容的气体/液体
8	结构材料	外结构：316L	外结构可做外镀层处理或更换哈氏合金C
9	工作波长区间	C波段（1525 nm ～ 1565 nm）
10	尺寸	外结构：G1/4、M12压力传感器壳体Φ25mm92mm、Φ25mm83mm；M8、G1/8压力传感器壳体S16mm51.5mm；7/16-20 UNJF to AS4395E04液压传感器壳体：Φ25.4mm87.6mm；M20压力传感器壳体S30mm86mm；G1/4、M12压力传感器壳体无缆版：Φ25mm110.8mm
11	重量	10g~180g	不含光缆
12	使用形式	压力芯体单独使用<br>316L耐腐蚀合金外壳封装使用
13	压力接口	G1/4、G1/8、M5、M8、M12、M20、7/16-20 UNJF to AS4395E04外螺纹连接
14	光纤包层和涂层直径	125/250m
15	光纤连接器	FC/APC、LC/APC
16	出缆类型	Φ 3 mm × 1.5 m铠装光缆<br>材质：聚四氟乙烯	尺寸可定制
17	光缆弯曲半径	>10D
18	工作温度	-20℃~60℃、-40℃~85℃、-55℃~85℃、-10℃~50℃、-40℃~60℃、-40℃~120℃、-40℃~70℃、-20℃~85℃	-55℃~120℃内其他温度范围可定制
22	储存温度	-60℃~+120℃
23	响应时间	≤0.02s	90%
24	防水防尘	IP67
25	设计寿命	10年

尺寸

图12 7/16-20 UNJF to AS4395E04压力传感器（单位：mm）

配套（可选）

全光谱分析仪原理是基于窄线宽可调谐激光器的波长扫描与多通道并行光谱解算技术。光束由MEMS可调谐激光器组成的扫描光源发出，经过耦合器入射到光纤传感器（或传感器阵列），反射回来的光束经耦合器送到每个通道对应的光电转换探测器，实现光电转换及信号放大，经数据采集完成实时波长解算和物理量转换。

表2 全光谱分析仪技术参数

基础性能	基础性能	基础性能
光波长测量范围	nm	全系列：标准品40nm [1525nm～1565nm]。<br>宽波段款55nm [1520nm～1575nm]需定制采购。
光波长分辨率	pm	全系列：<0.2pm
光波长分辨力和精度稳定性	pm	全系列：恒定温度下全波段范围内<±1pm。<br>全温区范围全波段范围内<±5pm。
动态范围	dB	增加15dB衰减时波长变化<2pm。
光学测量接插连接器	n.a.	FT705_7ch：LC/APC形式连接<br>FT705_14ch通道至FT705_42ch通道版本：MPO形式连接。
光学全通道同步扫描频率	Hz	全系列：可支持全通道100Hz
供电方式	DC/AC	FT705_7ch：DC9V-18V输入<br>FT705_14ch通道至FT705_42ch 通道版AC100-240输入 (50Hz～60Hz)
通讯接口及方式	n.a.	全系列：TCP/Modbus（Ethernet，RJ45形式）。<br>全系列：Canopen/RS485/RS232/Profibus（接线端子形式）。
电功耗	W	FT705_7ch：标准值4.5W <br>FT705_14ch至FT705_42ch通道： <20W（最大通道下）。
环境及机械性能	环境及机械性能	环境及机械性能
工作温度	℃	全系列：标准款：-30℃~60℃； <br>超宽温款：-55℃～70℃需定制采购
存储温度	℃	全系列：标准款：-40℃~+70℃
空气湿度	%	< 95% （非冷凝）
海拔	m	0～5000m
外形尺寸（长宽高）	mm	FT705_7ch：15510060mm<br>FT705_14ch至FT705_42ch通道：（户外机箱型 360300120mm；2U机架型 48224688mm）。
重量	kg	FT705_7ch：0.8kg <br>FT705_14ch至FT705_42ch通道：（户外机箱型 4.5kg 2U机架型 5.5kg）。