CN114993550B - 一种高可靠性的差压传感器及传感方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高可靠性的差压传感器及传感方法，涉及光纤差压传感器技术领域；该差压传感器包括：壳体、膜片、多对光纤、引压管；壳体的内部为空腔结构，空腔内设置有膜片，每对光纤的第一端端面沿着膜片两侧对称布置，并且光纤的第一端端面与膜片的表面平行，每对光纤的第一端端面与膜片的表面构成法珀腔的两个反射面，两反射面之间的空间为法珀腔，光纤的第二端通过壳体的凹槽引出壳体外；壳体的两端分别连接有引压管，壳体的两端还分别设置有连通空腔和引压管的引压槽。本发明的膜片具有圆柱形硬中心，膜片边缘变形，带动中间的硬中心移动，并且硬中心的位移与膜片形变量一致，因此可利用多对光纤对数据备份，提高了差压传感器的可靠性。

Description

一种高可靠性的差压传感器及传感方法
技术领域
本发明涉及光纤差压传感器技术领域，尤其涉及一种高可靠性的差压传感器及传感方法。
背景技术
基于光纤法布里-珀罗(FP)干涉仪对的高灵敏度温度自补偿推拉差压(DP)传感器，通常由光纤端面和传感膜片组成。该传感器利用FP两侧腔长变化的差值来测量压差，通过解调腔长变化来获得差压信息，也可以通过改变膜片尺寸来测量不同范围的压差。这种传感器具有可靠性高、结构简单、制造方便、超高灵敏度和低温压力串扰的特点。
现有的差压传感器所采用的膜片，其受到差压时各个位置的形变均不相同，因此会导致传感器测量结果不准确；而且在该膜片两侧只安装有一对光纤，传感测量过程只能得到一组数据，这使得差压传感器的可靠性不能得到保障，一旦该对光纤出现故障，那么整个***将无法测量出有效的数据结果，导致***的可靠性较低。
例如，申请公布号为CN 111272332 A的中国发明专利提出了“一种基于光纤点式传感器的差压传感器”，其通过设置第一光纤点式传感器和第二光纤点式传感器，将压力差转化为光纤点式传感器特征值的改变，具有高灵敏度和长期稳定的特点；然而，因其长期工作于高静压、高温以及辐射等恶劣环境，当第一光纤点式传感器和第二光纤点式传感器中的任意一个出现故障时，差压传感器数据不稳定，甚至无法测量出有效的差压数据结果。
而且，在如核电站、太空设施等具有复杂环境条件时，温度、静压、辐照等极端条件(值极大或变化范围大)会对法珀腔的腔长、介质折射率等关键参数产生较大影响，应用环境变化以及辐照累计效应都会对测量结果带来误差，严重影响光纤法珀型差压传感器在核电站、太空设施等环境的准确性和可靠性。
发明内容
本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种高可靠性的差压传感器及传感方法，采用一种具有圆柱形硬中心的膜片，并且在硬中心处设置多对光纤，能够实现关键部件冗余，从而对测量数据进行备份，提高差压传感器的可靠性；同时通过增设温度传感器和压力传感器，将温度传感器和压力传感器密封在壳体中，温度传感器能够实时反映差压传感器内硅油的温度，压力传感器能够探测高静压，通过补偿算法实时修正硅油温度和高静压对差压传感器测量精度的影响。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。
一种高可靠性的差压传感器，其包括：壳体、膜片、多对光纤和引压管；所述壳体的内部为空腔结构，空腔内设置有膜片，每对光纤的第一端端面沿着膜片对称布置，并且光纤的第一端端面与膜片的表面平行，所述每对光纤的第一端端面与膜片的表面构成法珀腔的两个反射面，两反射面之间的空间为法珀腔，光纤的第二端通过壳体的凹槽引出壳体外；所述壳体的两端分别连接有引压管，所述壳体的两端还分别设置有连通空腔和引压管的引压槽。
优选的，所述膜片包括硬中心和膜片边缘，所述硬中心为圆柱形；所述膜片形状为圆形，材质为弹性合金，该弹性合金优选为低温度系数的恒弹性合金。
优选的，所述每对光纤沿着膜片的硬中心两侧对称布置，所述每对光纤布置在硬中心的圆形平面所在区域范围内，并且其中一对光纤设置在硬中心的正中心两侧。
优选的，所述硬中心厚度为0.6～0.8mm，半径为15～20mm，所述膜片边缘厚度小于0.1mm。
优选的，所述硬中心表面光洁度等级不小于10级。
优选的，所述法珀腔长在全量程范围内的变化范围为50μm～250μm。
优选的，还包括温度传感器和/或压力传感器，所述温度传感器和/或压力传感器密封在壳体中。
优选的，所述壳体为圆柱形结构，材料为金属；所述壳体的内表面上设置有第一安装孔和/或第二安装孔，所述第一安装孔和/或第二安装孔分别连通空腔，所述温度传感器密封在第一安装孔内，所述压力传感器密封在第二安装孔内。
优选的，进一步包括设置在壳体的外表面上任意两点处的位移传感器，以获取壳体上两点之间的位移变化数据，并根据测量到的位移变化数据对差压传感器的测量数据进行校准。
一种高可靠性的差压传感器的传感方法，其采用上述任一项高可靠性的差压传感器，所述传感方法包括以下步骤：
S1：光纤端面与膜片表面之间的部分形成法珀腔，激光经光纤传输，到达光纤端面，一部分作为参考光被反射入纤芯内，另一部分作为测量光透射到膜片处，经膜片反射，回到光纤的纤芯内，参考光与测量光在纤芯内发生干涉；
S2：引压管中压强发生改变，在膜片两侧产生差压，膜片边缘变形，带动中间的硬中心产生位移，进而改变法珀腔腔长；
S3：解调***对所测数据进行解调，通过解调仪解调激光光程信息得到差压变化数据。
优选地，在差压传感器的测量过程中，采用压力传感器探测静压变化数据和/或采用温度传感器获取差压传感器内硅油的温度变化数据，并根据变化数据判断是否停止传感测量。
优选地，解调***对所测数据进行解调包括采用下式计算差压ΔP：
其中，PH、PL分别为高、低压侧的压强，MH为高压侧总光程，ML为低压侧总光程，ξ为根据差压传感器结构和材料通过实验标定获得的常数，LH0、LL0分别为在标定基准温度和常压下的高、低压侧腔长值，a为腔长温度修正系数，b为静压修正系数，t为环境温度，P为静压强，t0标定基准温度。
优选地，高压侧总光程MH，低压侧总光程ML，均通过光谱解调计算得出：
MH＝nsLH
ML＝nsLL
其中，传压介质的折射率ns分别与高、低压侧腔长值LH、LL的乘积nsLH、nsLL，通过不同频率的光源光扫描差压传感器，获得相应光谱数据后，对获得的反射光与光源强度比k进行离散傅里叶变换得到的相对于激光频率的角频率来获得。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
本发明中采用的膜片是一种具有圆柱形硬中心的薄膜，膜片边缘变形带动中间位置的硬中心移动，并且硬中心的位移与膜片形变量一致，能够使膜片两侧相对光纤端面的位移数据相同，因此在膜片两侧设置多对光纤可以对数据进行备份。
通过在膜片的硬中心处对称设置多对光纤，每对光纤布置在膜片的硬中心范围内，不仅能够提高传感器的灵敏度，还能够对测量数据备份，当其中一对光纤损坏或测量不准时，其他光纤可提供备选数据，从而提高差压传感器工作的可靠性，使得传感器能够适用于恶劣环境，比如核动力和航空航天领域。
通过设置温度传感器，并将温度传感器密封在壳体的第一安装孔中，能够测量壳体内硅油的实时温度，使差压传感器能够适用于高温环境，防止硅油温度超出差压传感器的预设范围，影响测量可靠性。
通过设置压力传感器，并将压力传感器密封在壳体的第二安装孔中，能够探测高静压，使差压传感器能够适用于高静压环境，防止高静压影响差压传感器的测量可靠性。
通过解调***的光谱解调和腔长计算方法，能够消除温度、静压、辐照等极端条件会对法珀腔的腔长、介质折射率等关键参数产生的恶劣影响，避免环境变化以及辐照累计效应对测量结果带来误差，提高差压传感器在核电站、太空设施等极端环境的测量准确性和可靠性。
附图说明
图1是本发明示例性实施例的高可靠性的差压传感器立体结构图。
图2是图1的高可靠性的差压传感器另一视角示意图。
图3是图2的高可靠性的差压传感器A-A剖视图。
图4是高可靠性的差压传感器原理图。
图5是另一形式的高可靠性的差压传感器立体结构图。
图6是又一形式的高可靠性的差压传感器俯视图。
图7是再一形式的高可靠性的差压传感器立体结构图。
图8是高可靠性的差压传感器工作流程图。
图9是根据本发明示例性实施例的腔长计算示意图。
图10是对本发明示例性实施例的差压传感器进行温度特性实验结果示意图。
图11是对本发明示例性实施例的差压传感器进行静压特性实验结果示意图。
图中标识：1-壳体，11-引压槽，12-第一安装孔，13-第二安装孔，2-膜片，22-硬中心，21-膜片边缘，3-光纤，4-引压管，5-温度传感器，6-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图3所示，本发明示例性实施例的差压传感器包括壳体1、膜片2、2对光纤3、引压管4；壳体1的内部为空腔结构，空腔内设置有膜片2，每对光纤3的第一端端面沿着膜片2对称布置，并且光纤3的第一端端面与膜片2的表面平行，光纤3的第二端通过壳体1的凹槽引出壳体外；壳体1的两端分别连接有引压管4，引压管4布置在壳体1的中心位置处，壳体1两端还分别设置有连通空腔和引压管4的引压槽11，引压槽11用于将引压管4中的压强引至膜片2处。
光纤3的第一端端面与膜片2的表面构成法珀腔的两个反射面，两个反射面之间的空间为法珀腔，激光通过光纤3进入法珀腔；参考图4，激光到达光纤端面时，一部分被光纤端面反射入纤芯内，形成参考光，另一部分作为测量光透射到膜片处，经膜片反射，回到光纤的纤芯内，参考光与测量光在纤芯内发生干涉；膜片两侧的差压使膜片边缘变形，带动硬中心产生位移，进而改变法珀腔腔长，压力更大的一侧的腔长变长，压力更小的一侧腔长变短，由此可知膜片两侧腔长的变化数值大致相同，且差压和腔长改变可以近似为线性关系。膜片两侧腔长改变，使得通过光纤端面的反射光与通过膜片的反射光之间的光程差发生变化，通过干涉仪器可以测量出光程差的变化，光程变化情况反映了差压的变化情况，通过对光程变化数据进行解调，即可测得差压数据。
膜片2的形状为圆形，并且具有圆柱形结构的硬中心22，硬中心22的圆形平面区域之外的部分为膜片边缘21。膜片边缘21变形，带动中间位置的硬中心22产生位移，硬中心22将均布压力转换为集中力、增加有效面积、在小位移下易产生较高应力，硬中心22整体的位移一致，因此2对光纤3测得的数值结果基本相同，可以相互作为测量数据的备份，从而提高了差压传感器工作的可靠性。
对于压力传感器，膜片有效面积表征膜片在感受均布压力后所能转换为集中力的能力，膜片厚度和工作直径都对其中心位移有显著影响。本发明中，膜片材质优选为低温度系数的恒弹性合金，硬中心22厚度为0.6～0.8mm，半径为15～20mm，膜片边缘21厚度小于0.1mm，法珀腔长在全量程范围内的变化范围为50μm～250μm；硬中心22的表面光洁度等级不小于10级，表面光洁度等级越高，表面越光滑，光滑的表面可提高差压传感器的测量可靠性。
光纤3为单模光纤，光纤3由耐高温抗辐照的胶水密封在光纤插芯中，防止差压传感器壳体1中硅油(硅油可使压力均匀地作用在膜片上)对光纤端面的影响，影响光纤的传输效果。
本发明的差压传感器还包括温度传感器5和压力传感器6，温度传感器5和压力传感器6均密封在壳体1中，壳体1为圆柱形结构，材料为金属(例如不锈钢)；参考图3，壳体1的内表面上设置有第一安装孔12和第二安装孔13，第一安装孔12和第二安装孔13分别连通空腔，第一安装孔12和第二安装孔13可设置在壳体1的内表面上连通空腔任意的位置处；温度传感器5密封在第一安装孔12内，温度传感器5可以实时反映差压传感器壳体1内硅油的温度变化情况，防止硅油温度超出差压传感器的预设范围，影响测量精度；压力传感器6密封在第二安装孔13内，压力传感器6可以探测高静压，高静压为差压传感器两侧引压管4同时施加的压力，其范围为0～27MPa，这一测量可以防止高静压对差压传感器测量精度的影响。当差压传感器内只设置有温度传感器或者只设置有压力传感器时，壳体1的内表面上可以只设置与温度传感器或压力传感器相适配的第一安装孔或第二安装孔。温度传感器5为光纤温度传感器，优选为光纤法珀温度传感器；压力传感器6为光纤压力传感器，优选为光纤法珀压力传感器。
在对差压传感器可靠性要求更高的核反应堆等极端环境应用中，本发明的差压传感器进一步包括设置在壳体1的外表面上(不嵌入硅油中，不受硅油干扰)任意两点处的位移传感器，以获取壳体1上两点之间的位移变化数据，并根据测量到的位移变化数据对差压传感器的测量数据进行校准，从而消除在测量过程中由于温度、静压等因素导致壳体膨胀的误差影响，因此能够进一步提高本发明差压传感器的可靠性；位移传感器可以是光纤位移传感器，也可以是电容式位移传感器。
本发明的差压传感器在实际应用过程中，还可以通过设置更多对光纤来达到数据备份的目的，每对光纤均沿着膜片的硬中心两侧对称布置，并且每对光纤均布置在膜片硬中心的圆形平面所在区域范围内。图5、图6、图7分别示出了包含3对、4对光纤的差压传感器，图5、图7中的引压管4均布置在壳体1的中心位置处，使得引压管4中的压力能够更加均匀地分布在膜片上；引压管4还可以布置在壳体1上的其他位置处，当引压管布置在壳体1上的其他位置处时，其中一对传感光纤能够布置在壳体1的中心位置处，从而获得更加准确的差压变化数据；图6中的引压管4布置在壳体1的偏心位置处，图5、图6中的差压传感器均包含3对光纤3，图5中的光纤3呈三角形均匀布置在引压管4周围，图6中的光纤3平行布置，图7中的差压传感器包含4对光纤3，4对光纤3呈矩形均匀布置。在差压传感器的测量过程中，每对光纤测得的数值结果基本相同，因此可以相互作为测量数据的备份，当其中一对光纤损坏或测量不准时，其他光纤可提供备选数据，从而达到数据备份的目的。
在布置多对光纤的过程中，其中一对光纤设置在硬中心的正中心两侧，此处的膜片形变量最大，灵敏度最高，差压传感器可以获得更为准确的测量数据。
如图8所示，本发明示例性实施例的差压传感器的工作过程包括以下步骤：
S1：光纤3端面与膜片2表面之间的部分形成法珀腔，激光经光纤3传输，到达光纤端面，一部分作为参考光被反射入纤芯内，另一部分作为测量光透射到膜片2处，经膜片2反射，回到光纤3的纤芯内，参考光与测量光在纤芯内发生干涉。
S2：引压管4中压强发生改变，在膜片2两侧产生差压，膜片边缘21变形，带动中间的硬中心22产生位移，进而改变法珀腔腔长；调整引压管4中的压强大小，可改变差压传感器受到的差压大小；在差压传感器的测量过程中，采用压力传感器探测静压的变化数据，采用温度传感器实时反映差压传感器内硅油的温度变化数据，并根据测量的温度、压力数据判断差压传感器是否停止工作。
S3：解调***对所测数据进行解调，通过解调仪解调激光光程信息得到差压变化数据。为了进一步提差压传感器差压测量精确度，针对本发明独特的传感器结构，设计了独创的解调方法，具体解调过程包括光谱解调和腔长计算两个部分，详述如下。
光谱解调
根据传感器结构和法珀传感原理，可以利用双光束干涉理论得到如下关系：
其中，反射光光强：Ir，波长：λ，光纤端面的反射率：Rf，膜片的反射率：Rm，真空光速：c，传压介质的折射率：ns，法珀腔腔长：Lc，激光频率：υ，初始相位：入射光光强：I0。
将上式整理可以得：
其中，反射光与光源强度比k，可以通过解调仪测量。
通常，Rf、Rm的值都远小于1，因此，分母 可以近似为1。
上式可以化简为：
上式中，反射光与光源强度比k可以通过解调仪直接测量得出，Rf和Rm为常数。
通过改变激光的波长λ，可以获得一组包含ns、Lc、v、k、Rf、Rm、的方程组。方程组中ns、Lc是关心的未知数，Rf、Rm、/>是常数，v、k是已知量。
虽然v、k是已知量，但是由于仪器有噪声，因此，并不能用传统的方法直接求解方程组。
从公式3可以看出，反射光与光源强度比k包含一个直流分量Rf+Rm和一个交流分量
当采用不同频率的激光扫描差压传感器，获得相应光谱数据后，对获得的k进行离散傅里叶变换可以得到相对于激光频率的角频率，得到nsLc的测量结果。
腔长计算
由于折射率是温度的函数，也是压强的函数。在一些温度变化不大，静压不高的场景，为了简化处理，通常把ns近似为常数，但是，如果变送器需要工作在大静压范围和大温度变化范围(如核电站的安全壳内)以及辐照等恶劣环境时，则ns必须考虑环境变化的影响。
参考图9，将膜片抽象为圆形薄膜结构，并设定半径为R，厚度为tH，泊松比为μ，弹性模量为E，由差压引入到膜片的载荷为q。高静压条件下，高低压侧的压力差远小于静压，因此，由于静压引起的高低压侧传压介质折射率变换可以认为相同。当环境温度变化时，变送器感压膜盒内的温度相同。辐照对高低压侧传压介质引入的折射率变化相同，因此，可以近似认为高低压侧折射率相同。
通过光谱解调得到：
nsLH＝MH (4)
nsLL＝ML (5)
其中，MH为通过光谱解调计算出的高压侧总光程，ML为低压侧总光程，LH、LL分别为高、低压侧腔长值。
法珀腔腔长热膨胀和弹性变形满足线性关系：
LH+LL＝LH0+LL0+a(t-t0)+bP (6)
其中，t为环境温度，P为静压强，t0标定基准温度，LH0、LL0分别为在标定基准温度和常压下的高、低压侧腔长值，a为腔长温度修正系数(即热膨胀系数)，b为静压修正系数。a，b根据传感器结构和材料确定，可以通过实验标定数值计算方法获得。
将公式4和公式5相加，可得：
nsLH+nsLL＝MH+ML (7)
将公式4和公式5相减，可得：
nsLH-nsLL＝MH-ML (8)
将公式7与公式8相比，可得：
整理公式9可得：
根据测量到的温度和静压，通过公式6对LH+LL进行修正。
根据差压传感器结构和工作原理可知：
根据弹性力学基本原理有如下关系：
其中，ξ为与差压传感器结构和材料有关的常数，可通过实验标定获得，PH、PL分别为高、低压侧的压强。
计算测量到的差压ΔP：
对本发明示例性实施例的差压传感器进行温度特性实验，通过可控温度箱控制法珀差压传感器的环境温度，从25℃开始实验，每个温度间隔为25℃，最大温度为150℃。其实验结果如图10所示，其中，(a)为差压传感器温度特性实验过程输出数据图，为(b)温度对两侧传感器差压值输出的影响，(c)为温度特性实验后基本准确度实验结果，(d)为仿真温度对差压传感器影响曲线。由图可知，法珀差压传感器在进行温度特性实验时，两侧法珀腔受到高温而发生膨胀，进而导致输出的差压值比零点偏大。根据实验结果，由于制作的法珀差压传感器左右两侧法珀腔长未能控制的完全一致，导致两侧的法珀腔膨胀的趋势基本相同，但具体变化程度不同，法珀传感器FP1对于温度的灵敏度为2.54nm/℃，法珀传感器FP2对于温度的灵敏度为2.52nm/℃，两侧法珀腔输出值相减对温度的灵敏度为20pm/℃，由此可以看出左右两侧法珀腔输出值相减可以大大降低温度对法珀差压传感器的影响，和仿真结果基本一致。根据实验结果对称双法珀腔的设计可以自补偿温度带来的影响。为验证高温实验后是否对法珀差压传感器的精度造成影响，是否对法珀差压传感器的密封胶水造成影响，对法珀差压传感器进行基本准确度实验，实验结果如图10中(c)图所示，由图可知，高温实验后法珀差压传感器的精度未受影响，最大误差为0.9KPa，同时也证实了法珀差压传感器的焊接密封良好，密封光纤的胶水可以耐受高温。
对本发明示例性实施例的差压传感器进行静压特性实验，通过高压压力源给差压传感器两侧输入的静压信号，每个静压信号的间隔为5MPa，最大静压信号为25MPa。其实验结果如图11所示，其中，(a)为差压传感器静压特性实验过程输出数据图，为(b)静压对两侧传感器差压值输出的影响，(c)为静压特性实验后基本准确度实验结果，(d)为仿真静压对差压传感器影响曲线。由图可知，差压传感器在进行静压特性实验时，两侧法珀腔受到高静压而发生膨胀，进而导致输出的差压值发生很大变化。根据实验结果，由于制作的法珀差压传感器左右两侧法珀腔长未能控制的完全一致，导致两侧的法珀腔膨胀的趋势大抵相同，但具体变化程度不同，法珀传感器FP1对于静压的灵敏度为620nm/MPa，法珀传感器FP2对于静压的灵敏度为631.3nm/MPa，两侧法珀腔输出值相减对静压的灵敏度为11.3nm/MPa，由此可以看出左右两侧法珀腔输出值相减可以大大降低静压对法珀差压传感器的影响，和仿真结果基本一致。根据实验结果对称双法珀腔的设计可以自补偿静压带来的影响。为验证高静压实验后是否对法珀差压传感器的精度造成影响，是否对法珀差压传感器的密封造成影响，对法珀差压传感器进行基本准确度实验，实验结果如图11中(c)图所示，由图可知，高静压实验后法珀差压传感器的精度未受影响，最大误差为0.6KPa，同时也证实了法珀差压传感器的焊接密封良好。
本发明的差压传感器差压测量范围为0-1MPa，可以在核动力研究中使用，提供优于常规差压传感器测量可靠性的高精度方案。
以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高可靠性的差压传感器，其特征在于，所述差压传感器包括：壳体（1）、膜片（2）、多对光纤（3）和引压管（4）；所述壳体（1）的内部为空腔结构，空腔内设置有膜片（2），每对光纤（3）的第一端端面沿着膜片（2）两侧对称布置，并且光纤（3）的第一端端面与膜片（2）的表面平行，所述每对光纤（3）的第一端端面与膜片（2）的表面构成珐珀腔的两个反射面，两反射面之间的空间为珐珀腔，光纤（3）的第二端通过壳体（1）的凹槽引出壳体外；所述壳体（1）的两端分别连接有引压管（4），所述壳体（1）的两端还分别设置有连通空腔和引压管（4）的引压槽（11）；
所述膜片（2）形状为圆形，所述膜片（2）包括硬中心（22）和膜片边缘（21），所述硬中心（22）为圆柱形；所述每对光纤（3）沿着膜片（2）的硬中心（22）两侧对称布置，所述每对光纤（3）布置在硬中心（22）的圆形平面所在区域范围内，所述引压管（4）布置在硬中心（22）的圆形平面所在区域范围内，其中一对光纤（3）设置在硬中心（22）的正中心两侧；
所述硬中心（22）厚度为0.6~0.8mm，半径为15~20mm，所述膜片边缘（21）厚度小于0.1mm；所述珐珀腔长在全量程范围内的变化范围为50um~250um；所述膜片（2）材质为低温度系数的恒弹性合金，所述硬中心（22）的表面光洁度等级不小于10级；
还包括温度传感器（5）和压力传感器（6），所述温度传感器（5）和压力传感器（6）密封在壳体（1）中；
所述壳体（1）为圆柱形结构，材料为不锈钢；所述壳体（1）的内表面上设置有第一安装孔（12）和第二安装孔（13），所述第一安装孔（12）和第二安装孔（13）分别连通空腔，所述温度传感器（5）密封在第一安装孔（12）内，所述压力传感器（6）密封在第二安装孔（13）内；所述压力传感器（6）探测高静压范围为 0~27Mpa；
还包括设置在壳体（1）的外表面上任意两点处的位移传感器，以获取壳体（1）上两点之间的位移变化数据，并根据测量到的位移变化数据对差压传感器的测量数据进行校准。
2.一种高可靠性的差压传感器的传感方法，其特征在于，采用权利要求1所述的高可靠性的差压传感器，所述传感方法包括以下步骤：
S1：光纤（3）端面与膜片（2）表面之间的部分形成珐珀腔，激光经光纤（3）传输，到达光纤端面，一部分作为参考光被反射入纤芯内，另一部分作为测量光透射到膜片（2）处，经膜片（2）反射，回到光纤（3）的纤芯内，参考光与测量光在纤芯内发生干涉；
S2：引压管（4）中压强发生改变，在膜片（4）两侧产生差压，膜片边缘（22）变形，带动中间的硬中心（21）产生位移，进而改变珐珀腔腔长；
S3：解调***对所测数据进行解调，通过解调仪解调激光光程信息得到差压变化数据。
3.根据权利要求2所述的高可靠性的差压传感器的传感方法，其特征在于，在差压传感器的测量过程中，采用压力传感器探测静压变化数据和/或采用温度传感器获取差压传感器内硅油的温度变化数据，并根据变化数据判断是否停止传感测量。
4.根据权利要求3所述的高可靠性的差压传感器的传感方法，其特征在于，解调***对所测数据进行解调包括采用下式计算差压：
,其中，P H 、P L 分别为高、低压侧的压强，M H 为高压侧总光程，M L 为低压侧总光程，ξ为根据差压传感器结构和材料通过实验标定获得的常数，L H0 、L L0 分别为在标定基准温度和常压下的高、低压侧腔长值，a为腔长温度修正系数，b为静压修正系数，t为环境温度，P为静压强，t 0 标定基准温度。
5.根据权利要求4所述的高可靠性的差压传感器的传感方法，其特征在于，高压侧总光程M H ，低压侧总光程M L ，均通过光谱解调计算得出：
MH = n s L H
M L = n s L L
其中，传压介质的折射率n s 分别与高、低压侧腔长值L H 、L L 的乘积n s L H 、n s L L ，通过不同频率的光源光扫描差压传感器，获得相应光谱数据后，对获得的反射光与光源强度比k进行离散傅里叶变换得到的相对于激光频率的角频率来获得。
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