超低温条件下光纤光栅温敏系数标定

为了解决超低温环境下光栅温敏系数标定的可靠性问题,将参考温度计探头和光纤布拉格光栅传感器封装在自主设计的非接触液氮冷却方式的测温模具中,在93~293 K的超低温环境下进行标定实验探究,并利用裸栅的温敏系数和涂层的热膨胀系数来验证本实验设计的可信性。实验结果表明,参考温度计的初始最大温变速率为1.8 K/min,有效降低了测温模具的温变速率,改善了参考温度计与被标光栅之间的温度一致性。裸栅的低温非线性效应导致其温敏系数从9.18 pm/K@293 K降到2.19 pm/K@93 K,室温下有机改性陶瓷材料的热膨胀系数为3.7×10^(-6) K^(-1),单边厚度为50μm的有机改性陶瓷涂层的温敏系数为4.43 pm/K,该涂层光栅在93 K时的温敏系数为7.17 pm/K,显著提高了测温光栅的温敏系数和线性度。