高灵敏度的光纤光栅压强传感器

基于光纤布拉格光栅传感模型 ,提出了一种等强度梁与波纹管相结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅压强传感器 ,推导了光纤布拉格光栅反射波中心波长相对偏移量与压强之间的解析关系式 ,从理论和实验上给出了压强灵敏度系数。该传感器的理论和实验压强灵敏度系数分别是 1.4 76× 10 -2 MPa-1、1.35× 10 -2 MPa-1,是裸光纤光栅的 74 5 5倍和 6 80 8倍 ,理论值与实验值吻合得很好。同时指出通过调节等强度梁和波纹管的参量 ,可以将该传感器的压强灵敏度系数做得很高 ,直至破坏了光纤布拉格光栅。

温度不敏感的光纤布拉格高压传感技术研究

为了实现单一光纤光栅对压强精确测量,设计了一种温度不敏感的光纤布拉格高压传感器。对该传感器的温度特性及压强响应特性进行研究。给出了该传感器的结构及封装方法。从理论上分析了该传感器的温度去敏原理,推导了该压强传感器的光纤布拉格光栅中心波长与压强的关系,得到了该传感器的压强响应灵敏度的解析表达。通过实验分析传感器的温度特性及压强响应。实验结果表明,在21℃～260.8℃的范围内,实现了温度补偿,平均波长漂移量为0.75pm/℃,在0～44MPa的范围内,获得了-0.054 8nm/MPa的压强响应灵敏度,是裸光纤布拉格光栅压力响应灵敏度的18.27倍。该传感器的压强响应具有很好的线性和重复性,实验值与理论值吻合得很好,该传感器能够通过一只光纤布拉格光栅实现压强的精确测量。

基于平面膜片的光纤光栅传感研究

提出了一种基于平面膜片的光纤光栅压强传感器 讨论了该传感器反射谱展宽、峰值波长变化与压强之间的关系 指出将光纤光栅沿径向粘贴在膜片中心附近时 ,反射谱的峰值波长与压强之间具有良好的线性关系 ,可以通过检测峰值波长来检测压强 该传感器的压强响应灵敏度系数的实验值为 0 396 4nm/MPa ,是裸光纤光栅压强灵敏度系数的 132 .1倍 该传感器的灵敏度系数与压强测量范围可以通过改变膜片的尺寸、材料的弹性模量。

应力增敏的光纤布拉格光栅压强传感器

提高光纤布拉格 (Bragg)光栅传感器响应灵敏度是提高光纤布拉格光栅传感系统检测精度的有效途径之一。基于弹性聚合物材料封装和金属波纹管封装对光纤布拉格光栅应力响应的增敏作用 ,提出了一种新颖的应力响应增敏的高灵敏度光纤布拉格光栅压强传感器模型。推导了该传感器的压强与布拉格波长相对偏移量之间的关系 ,给出了该传感器压强响应灵敏度系数的解析表达式。表明该传感器布拉格波长相对偏移量和压强之间具有良好的线性关系 ,同时也指出通过适当选择弹性体的弹性模量、波纹管弹性系数等特性参数 ,以及它们的尺寸 ,就可以方便地调整该传感器的压强响应灵敏度系数。该传感器压强响应灵敏度系数实验值高达 - 4 35× 10 -9Pa-1( -6 74nm/MPa) ,是裸光纤光栅压强响应灵敏度系数的 2 197倍 ,理论值为 - 4 6× 10 -9Pa-1。

新颖的光纤Bragg光栅压强传感器的实验研究

提出了一种基于圆柱形容器和活塞结合的光纤Bragg光栅(FBG)传感模型。将FBG粘接在基底材料上,基底材料固定在活塞和容器底部间,容器内压力的变化导致活塞移动进而带动FBG所受拉力的变化,从而实现对外界压强的检测。该传感器的压强响应灵敏度系数理论值和实验值分别为0.920 0nm/MPa和0.822 3 nm/MPa,分别为裸FBG灵敏度系数的306和274倍。该传感器有很好的线性度,线性度为0.999 8。可以改变该传感器的有关参数来调节传感器的压强灵敏度系数,实现不同压强范围的测量。

一种新颖的高压光纤布拉格光栅传感器

提出了一种新颖耐高压的光纤布拉格光栅（FBG）压强传感器。推导了该压强传感器的FBG中心波长与压强的关系，得到了其压强响应灵敏度的解析表达。从实验获得该压强传感器的压强响应灵敏度为0．0592nm／MPa，是裸FBG压强传感器的19．73倍；在0～45MPa内，该传感器的压强响应具有很好的线性和重复性，实验值与理论值吻合得很好，且压强响应灵敏度和测量范围是可调的。