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Simple capillary-based extrinsic Fabry–Perot interferometer for strain sensing 被引量:1
1
作者 张小贝 邵海洋 +4 位作者 潘海阳 杨勇 白化文 庞拂飞 王廷云 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第7期9-12,共4页
A simple capillary-based extrinsic Fabry–Perot structure is presented and fabricated, using the manual welding method with the strain sensing characteristics investigated in detail. Strain sensitivities of 4.2, 2.8, ... A simple capillary-based extrinsic Fabry–Perot structure is presented and fabricated, using the manual welding method with the strain sensing characteristics investigated in detail. Strain sensitivities of 4.2, 2.8, and2.4 pm∕με are obtained experimentally with the interferometer length around 50 μm and the inner diameter of 75, 50, and 25 μm, respectively. The underlying physics of the strain sensitivity of this device is negatively correlated with the interferometer length and positively correlated with the capillary inner diameter, which provides two simple parameters to tailor the strain sensitivity. 展开更多
关键词 interferometer capillary extrinsic manual length Fabry fabricating Strain underlying tailor
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Recent Progress in Multiparameter Measurement Based on Extrinsic Fiber-Optic Fabry-Perot Interferometers and Fiber Gratings
2
作者 Yun Jiang Rao Department of Optoelectronic Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S1期837-838,共2页
This paper presents a review of recent progress in simultaneous measurement of multiparameters including strain, temperature, vibration, transverse load, based on the combinations of extrinsic fiber-optic Fabry-Perot ... This paper presents a review of recent progress in simultaneous measurement of multiparameters including strain, temperature, vibration, transverse load, based on the combinations of extrinsic fiber-optic Fabry-Perot interferometers and fiber gratings. 展开更多
关键词 EFPI AS FBG Recent Progress in Multiparameter Measurement Based on extrinsic Fiber-Optic Fabry-Perot interferometers and Fiber Gratings in on
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临近空间飞行高温真空光纤绝压传感器设计
3
作者 张雨彤 江毅 +1 位作者 杨水旺 张大有 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期118-123,共6页
研制了一种用于临近空间飞行器在高温环境下的蓝宝石非本征法布里-珀罗干涉仪(extrinsic Fabry-Perot interferometer,EFPI)型光纤绝对压力传感器。蓝宝石晶片压力传感头由3片厚度不同的蓝宝石晶片键合构成,形成复合法布里-珀罗(Fabry-P... 研制了一种用于临近空间飞行器在高温环境下的蓝宝石非本征法布里-珀罗干涉仪(extrinsic Fabry-Perot interferometer,EFPI)型光纤绝对压力传感器。蓝宝石晶片压力传感头由3片厚度不同的蓝宝石晶片键合构成,形成复合法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)腔,可以同时测量温度和绝对压力,通过实时监测温度,对压力测量进行温度补偿,去除温度对压力测量的影响。实验结果表明:900℃内的每个温度点下,密封FP腔的光学腔长随压力线性变化;室温下,压力灵敏度为11.6 nm/kPa,压力灵敏度随温度的上升略微升高,压力测量的分辨率达到86 Pa。 展开更多
关键词 光纤压力传感器 非本征法布里-珀罗干涉仪 蓝宝石晶片 绝对压力测量
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基于EFPI传感器的GIS局部放电模式识别研究
4
作者 何彦良 尚宇 +2 位作者 任双赞 杨昌建 牛博 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期18-21,共4页
为了在复杂电磁环境中精准捕捉局部放电产生的微弱信号,设计了基于非本征法布里—帕罗干涉(EFPI)传感器的GIS局部放电模式识别方法。通过差分双波长光强强度比解调算法,粗解调EFPI传感器的腔长;利用复域相关算法,结合粗解调结果,精解调... 为了在复杂电磁环境中精准捕捉局部放电产生的微弱信号,设计了基于非本征法布里—帕罗干涉(EFPI)传感器的GIS局部放电模式识别方法。通过差分双波长光强强度比解调算法,粗解调EFPI传感器的腔长;利用复域相关算法,结合粗解调结果,精解调腔长,确定最终的EFPI传感器腔长,用于检测GIS设备的超声波信号;通过希尔伯特(Hilbert)变换GIS设备的超声波信号,得到Hilbert边际谱;利用2维—1维深度残差网络,提取Hilbert边际谱的特征,输出GIS局部放电模式识别结果。实验分析结果表明:该方法可有效确定EFPI传感器的腔长,采集GIS设备的超声波信号;得到GIS设备超声波信号的Hilbert边际谱;在复杂噪声环境下,该方法可精准识别GIS局部放电模式。 展开更多
关键词 非本征法布里—帕罗干涉传感器 气体绝缘开关设备 局部放电 模式识别 复域相关
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提高光纤F-P应变传感器输出信号质量的方法研究 被引量:18
5
作者 朱永 张洁 +2 位作者 陈伟民 黎学明 黄尚廉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期544-548,共5页
光纤F P应变传感器输出信号质量的好坏直接影响解调精度 从光纤F P应变传感器的基本原理出发 ,针对光纤F P腔内损耗的问题 ,提出了用增加端面反射率的办法来弥补耦合损耗的影响 ;并通过理论分析、计算机仿真和实验对该问题进行了研究 ... 光纤F P应变传感器输出信号质量的好坏直接影响解调精度 从光纤F P应变传感器的基本原理出发 ,针对光纤F P腔内损耗的问题 ,提出了用增加端面反射率的办法来弥补耦合损耗的影响 ;并通过理论分析、计算机仿真和实验对该问题进行了研究 实验表明 ,选用与F P腔固有的最佳反射率匹配的端面镀膜 ,对增加干涉图样的对比度 。 展开更多
关键词 光纤F—P传感器 耦合损耗 镀膜
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应用LPFG/EFPI集成式光纤传感器实现温度及应变的同时测量 被引量:7
6
作者 江建 饶云江 +2 位作者 牛永昌 王义平 廖天奎 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1063-1066,共4页
叙述了基于LPFG/EFPI的集成式光纤传感器的结构、温度和应变同时测量的原理及实验 ,首次制作了该传感器并测试了其性能 实验结果表明温度精度为± 0 .5℃ ,应变精度为± 2 0 με 。
关键词 LPFG/EFPI 集成式光纤传感器 结构 温度 应变 长周期光纤光栅 非本征型F-P干涉腔 测量
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一种温度补偿式光纤氢气检测技术 被引量:13
7
作者 张毅 庄志 +2 位作者 黎启胜 张敏 杨振 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1573-1578,共6页
基于非本征法布里-珀罗光纤传感检测技术,分析研究了氢敏薄膜特性,实现了氢气传感单元设计及制作,简要介绍了传感器结构、制作方法、镀膜工艺及设备。通过分析氢气浓度与法布里-珀罗腔长变化间的关系,建立了光纤法布里-珀罗氢气传感理... 基于非本征法布里-珀罗光纤传感检测技术,分析研究了氢敏薄膜特性,实现了氢气传感单元设计及制作,简要介绍了传感器结构、制作方法、镀膜工艺及设备。通过分析氢气浓度与法布里-珀罗腔长变化间的关系,建立了光纤法布里-珀罗氢气传感理论模型。为增强系统工程实用性,着重研究了传感器温度与氢气浓度交叉敏感问题,并利用温度补偿技术消除环境温度干扰。介绍了温度补偿原理并构建实验设备,最后通过氢气浓度响应实验及温度特性实验,证明理论公式推导结果与实验数据吻合较好,且氢气传感器温度敏感性降低。此设计具有一定工程实用价值。 展开更多
关键词 光纤传感器 氢气检测技术 温度补偿 非本征法布里珀罗干涉仪
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实现微位移测量的非本征法布里-珀罗干涉型光纤传感器 被引量:4
8
作者 江绍基 曾斌 +3 位作者 梁有程 汪河洲 蔡志岗 李宝军 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期595-597,共3页
从光纤耦合和多光束干涉的原理出发,建立了非本征型法布里_珀罗干涉仪光纤传感器的理论模型,得到了用光谱法进行绝对距离测量的公式。设计出了传感器探头的结构,并搭建了系统。用LED作为宽带光源所得到的反射光谱可用于实际样品的微位... 从光纤耦合和多光束干涉的原理出发,建立了非本征型法布里_珀罗干涉仪光纤传感器的理论模型,得到了用光谱法进行绝对距离测量的公式。设计出了传感器探头的结构,并搭建了系统。用LED作为宽带光源所得到的反射光谱可用于实际样品的微位移测量。实验结果表明,该传感器理论模型的数值模拟结果与实验结果是一致的。对实验数据进行了误差分析,所得到的测量精度可达到1μm。 展开更多
关键词 光纤传感器 非本征型法布里-珀罗干涉仪 位移 光谱
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白光干涉型EFPI光纤应变传感器理论模型的研究 被引量:5
9
作者 江绍基 曾斌 +2 位作者 汪河洲 蔡志岗 李宝军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期165-170,共6页
从光纤的耦合和多光束干涉的原理出发 ,建立了非本征型Fabry Perot干涉仪光纤应变传感器的模型 ,并对其理论模型进行了详细地推导 ,得到了白光光源下干涉型EFPI光纤应变传感器的理论计算公式。建立了传感器系统 ,用LED作为白光光源得到... 从光纤的耦合和多光束干涉的原理出发 ,建立了非本征型Fabry Perot干涉仪光纤应变传感器的模型 ,并对其理论模型进行了详细地推导 ,得到了白光光源下干涉型EFPI光纤应变传感器的理论计算公式。建立了传感器系统 ,用LED作为白光光源得到反射光谱。实验结果表明与理论模型数值模拟相一致 ,验证了理论模型的正确性。 展开更多
关键词 光纤传感器 非本征型Fabry-Perot歼涉仪 应变 白光玕涉 光谱
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微纳光纤高温压力传感器 被引量:11
10
作者 江毅 马维一 +2 位作者 陈淑芬 王素梅 李宝娟 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期12-15,共4页
提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔,制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器,从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下,压力传感器都有良好的线性输出特性,短时... 提出了一种基于飞秒激光加工技术制作的微纳光纤高温压力传感器。用飞秒激光在光纤端面加工出法珀腔,制作出的全光纤法珀干涉型压力传感器,从室温到1100℃范围进行了压力温度试验。在不同温度下,压力传感器都有良好的线性输出特性,短时间工作温度超过1100℃,能够满足高温环境下压力测量的需求。 展开更多
关键词 高温传感器 压力传感器 飞秒激光加工 外腔式光纤法珀干涉仪
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一种光纤F-P声发射传感器的设计与实现 被引量:4
11
作者 袁小庆 史仪凯 邓梁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期82-85,共4页
为克服压电陶瓷传感器易受电磁干扰、不能实现长期实时检测的缺点,提出了光纤非本征F-P结构测量声发射信号的思想.对光纤非本征F-P腔声发射测量原理进行分析,提出了双波长的稳定方法,并进行了结构参量的优化设计,确定了合适的反射比、... 为克服压电陶瓷传感器易受电磁干扰、不能实现长期实时检测的缺点,提出了光纤非本征F-P结构测量声发射信号的思想.对光纤非本征F-P腔声发射测量原理进行分析,提出了双波长的稳定方法,并进行了结构参量的优化设计,确定了合适的反射比、波长及F-P腔长.理论分析和实验结果表明:所设计的非本征F-P光纤声发射传感器具有良好的敏感性和高分辨率. 展开更多
关键词 光纤传感器 F—P干涉 声友射 非本征
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光纤复合型油气井下压力温度测量系统 被引量:4
12
作者 张向东 李育林 +2 位作者 彭文达 王卫平 乔学光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期864-867,共4页
针对目前广泛使用的电子式油气井下压力温度测量系统可靠性低、高温环境漂移大的不足 ,设计了一种基于非本征型F P干涉仪 (EFPI)和光纤布喇格光栅 (FBG)的复合型油气井下压力、温度测量系统 ,详细说明了其工作原理、传感器组成和信号解... 针对目前广泛使用的电子式油气井下压力温度测量系统可靠性低、高温环境漂移大的不足 ,设计了一种基于非本征型F P干涉仪 (EFPI)和光纤布喇格光栅 (FBG)的复合型油气井下压力、温度测量系统 ,详细说明了其工作原理、传感器组成和信号解调方法 ,初步试验结果表明 ,该测量系统不仅克服了电子测量方式的不足 ,而且具有复用性好。 展开更多
关键词 油气井 非本征型F-P干涉仪 光纤光栅 温度压力传感器
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用于断层测量的温度补偿光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器 被引量:4
13
作者 彭华 马秀敏 +2 位作者 王震 崔留住 江毅 《地质力学学报》 CSCD 2013年第3期315-324,共10页
针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管... 针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管和金属外管,增大了光纤EFPI位移传感器的尺寸;并且金属外管的两端采用O型圈密封,因此该EFPI位移传感器能够防水防尘。为了消除温度对EFPI位移传感器的影响,两根金属内管采用了不同热膨胀系数的材料在结构上进行温度补偿。在温度连续变化的环境下,对腔长为718.39 m的EFPI位移传感器进行了测量。测量结果显示,经过温度补偿设计后,位移传感器的温度系数由0.14μm/℃下降到了-0.04μm/℃,并呈现过补偿。 展开更多
关键词 光纤传感器 外腔型法布里-珀罗干涉仪 温度补偿 断层测量
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EFPI和光纤光栅传感器混合测量技术 被引量:7
14
作者 江毅 江天府 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第1期10-11,14,共3页
研究了一种对外腔式F-P干涉型(EFPI)传感器和光纤光栅(FBG)传感器进行混合测量的技术。用窄线宽的扫描光注入EFPI或FBG,通过测量FBG的反射光波长和EFPI的反射光光谱完成在同一台仪器的不同通道实现了对FBG或EFPI的同时测量。还研究了在... 研究了一种对外腔式F-P干涉型(EFPI)传感器和光纤光栅(FBG)传感器进行混合测量的技术。用窄线宽的扫描光注入EFPI或FBG,通过测量FBG的反射光波长和EFPI的反射光光谱完成在同一台仪器的不同通道实现了对FBG或EFPI的同时测量。还研究了在一根光纤上同时实现FBG和EFPI测量的技术,结果表明FBG串联在EFPI前面时,可准确测量出FBG的波长和EFPI的腔长。而EFPI串联在FBG前时,只能测量EFPI,而不能完成FBG的同时测量。 展开更多
关键词 波导与纤维光学 光纤传感器 光纤外腔Fabry-Perot干涉仪 光纤光栅
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温度自补偿高灵敏度非本征光纤珐珀横向负载传感器 被引量:4
15
作者 王彦 刘加萍 +2 位作者 刘吉虹 赵凯 梁大开 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1433-1440,共8页
为了提高光纤EFPI传感器的灵敏度,提出了一种新型EFPI传感结构,并对其温度特性以及横向负载特性进行了研究。首先,介绍了采用端面镀钯金膜的光纤EFPI传感器的结构及其制作方法;接着,建立了镀钯金膜光纤EFPI的温度传感模型,并通过Solidwo... 为了提高光纤EFPI传感器的灵敏度,提出了一种新型EFPI传感结构,并对其温度特性以及横向负载特性进行了研究。首先,介绍了采用端面镀钯金膜的光纤EFPI传感器的结构及其制作方法;接着,建立了镀钯金膜光纤EFPI的温度传感模型,并通过Solidworks、Hypermesh与有限元分析软件ANSYS联合仿真,对它在不同受压力下进行理论模拟,获得了腔长变化与压力之间的关系;最后,对传统的光纤EFPI与镀钯金膜光纤EFPI的温度和横向负载特性进行了对比试验。试验结果表明,镀钯金膜光纤EFPI的温度灵敏度为6.083pm/℃,具有温度自补偿特性;它对横向负载的检测灵敏度可达40.83m/g,相对于传统的光纤EFPI横向负载的灵敏度提高了2.10倍。实验结果与理论分析相符合,为实际制作具有温度自补偿的高灵敏度光纤EFPI传感器提供了理论与实验依据。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤EFPI 镀钯金膜 横向负载 温度自补偿
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基于光纤智能夹层传感结构的应力测量研究 被引量:2
16
作者 芦吉云 梁大开 +1 位作者 李东升 潘晓文 《实验力学》 CSCD 北大核心 2006年第5期567-571,共5页
制作了一种模块化的光纤传感夹层,对夹层内的光纤传感器的应力特性进行了实验研究。分析了应变对传感系数的影响,对埋入到光纤智能夹层中的两种光纤传感器的输出特性进行了比较。实验结果表明:光纤Bragg光栅传感器的波长漂移与应变之间... 制作了一种模块化的光纤传感夹层,对夹层内的光纤传感器的应力特性进行了实验研究。分析了应变对传感系数的影响,对埋入到光纤智能夹层中的两种光纤传感器的输出特性进行了比较。实验结果表明:光纤Bragg光栅传感器的波长漂移与应变之间具有理想的线性关系,但应变灵敏度由1.2pm/με降至1.15pm/με;由于制作工艺的局限,对于非本征F-P光纤传感器,当应变达到350με后,应变与载荷具有较好的线性响应。与非本征F-P光纤传感器相比,光纤Bragg光栅传感器是光纤智能夹层首选的应变传感器。将埋入了Bragg光栅传感器的智能夹层粘贴于某型飞机的翼-身连接构件内部进行监测,实验结果为光纤智能夹层应用于复合材料结构的应变监测提供了参考。 展开更多
关键词 智能夹层 F—P光纤传感器 Bragg光栅传感器
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光纤非本征法布里-玻罗传感器兰姆波检测灵敏度分析 被引量:1
17
作者 张海燕 孙修立 +2 位作者 石志东 陈娜 肖悦娱 《声学技术》 CSCD 2009年第4期485-487,共3页
基于兰姆波的结构工况检测技术在评估复合材料和金属结构的安全性和耐久性方面发挥着重要的作用。作为对传统的压电换能器(PZT)的一种很好的替代,光纤传感器在传感方面的应用正被广泛地挖掘出来,包括兰姆波检测。本文从理论上建立了超... 基于兰姆波的结构工况检测技术在评估复合材料和金属结构的安全性和耐久性方面发挥着重要的作用。作为对传统的压电换能器(PZT)的一种很好的替代,光纤传感器在传感方面的应用正被广泛地挖掘出来,包括兰姆波检测。本文从理论上建立了超声兰姆波作用下光纤非本征法布里-玻罗(EFPI)传感器参数与其输出性能之间的关系。数值结果显示了传感器的性能与其相对于声源的方向角以及传感器的计量长度与超声波长的比值相关。所得出的结论对于EFPI传感器精确地探测兰姆波提供了理论依据。 展开更多
关键词 兰姆波 光纤传感器 非本征法布里-玻罗干涉仪 灵敏度分析
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测量光纤外腔Fabry-Perot干涉仪的白光干涉术 被引量:7
18
作者 江毅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期381-384,共4页
提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry-Perot干涉仪(EFPI)的方法·用宽带光源注入F-P腔,在接收端用一高锐度的可调谐光纤F-P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描,获得了周期性变化的光谱输出·为了测量出EFPI的腔长,对... 提出了一种基于白光干涉术测量低锐度光纤外腔Fabry-Perot干涉仪(EFPI)的方法·用宽带光源注入F-P腔,在接收端用一高锐度的可调谐光纤F-P滤波器对EFPI的反射光谱进行扫描,获得了周期性变化的光谱输出·为了测量出EFPI的腔长,对光谱信号进行傅里叶变换,得到光谱的周期,由此求出EFPI的绝对腔长·证明了用低锐度EFPI的测量准确度由腔长决定·F-P腔越长,测量准确度越高·在腔长分别是200μm,400μm和600μm时,测量的腔长与实际腔长相同· 展开更多
关键词 波导与纤维光学 光纤传感器 光纤外腔Fabry-Perot干涉仪 傅里叶变换
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环氧树脂封装的EFPI-FBG复合压力温度传感器 被引量:8
19
作者 刘明尧 杜常饶 武育斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2080-2088,共9页
为了实现对液压管路中液压油的压力和温度检测,研制了一种EFPI-FBG复合压力温度传感器。对该传感器的压力特性以及温度特性进行研究。首先,介绍了以光纤F-P腔和光纤光栅为敏感元件,利用环氧树脂将EFPI-FBG复合结构经过封装保护构成压力... 为了实现对液压管路中液压油的压力和温度检测,研制了一种EFPI-FBG复合压力温度传感器。对该传感器的压力特性以及温度特性进行研究。首先,介绍了以光纤F-P腔和光纤光栅为敏感元件,利用环氧树脂将EFPI-FBG复合结构经过封装保护构成压力温度传感器结构以及制作方法。接着,建立了压力温度传感模型,对传感器受力进行了理论分析,并使用Matlab和有限元软件分析传感器的压力灵敏度和温度灵敏度。最后对传感器进行压力和温度实验验证。实验结果表明,该传感器的压力灵敏度为2.83μm/MPa,温度灵敏度为1.97μm/℃,温度监测范围为10~80℃,应用于压力测量时的有效工作温度为20~65℃。此EFPI-FBG复合压力温度传感器具有良好的线性度,较小的回程误差,灵敏度高,抗震性能好,可用于液压管路中液压油的压力和温度测量。 展开更多
关键词 光纤传感 光纤EFPI 光纤光栅 高压传感器 温度补偿
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虚拟仪器技术在FBG传感系统中的应用 被引量:1
20
作者 李鹏 余峰 郭裕强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第5期75-77,共3页
介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信... 介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信号的处理,可以满足FBG实时监测的要求。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 虚拟仪器 Lab传感器 非本征型法布里-珀罗干涉仪
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