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轮辅式光纤光栅压力传感器的研制


维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3卷 第 2 9 期  2 0 年 4月  06 南 开 大 学 学 报( 自然科 学 版 )   A t  c nir m Nau aim Unvri t  n aes   caS i t u   trl   ies ai Na k i i e a u t s ns Vo _ 9 N_   l3   O 2 A pr 20   . 06 文 章 编 号 : 4 57 4 (0 6 0 —0 60  0 6 —9 2 2 0 )20 0 —5 轮辅式 光纤光栅 压 力传感器 的研 制  曹 晔 ,   波 , 李   罗 花 ,  健 , 高 佛 ,      刘     红民 , 建      赵     宏     刘 辉 , 伟刚 , 桂云 , 董   丽    张    开     孝义 (1 .南开大学 光学所 ,天津 3 0 7 ; .天津理工大 学 光电信息与 电子工程 系 , 001 2 天津 ,3 09   0 1 1) 摘 要:本文报导 了一种工程上可实 际应用 的新颖 的光纤光栅压力传感器 . 该传感器把轮辐式结构 和光纤光  栅相结合 , 将光纤 光栅粘贴 于其中一 片轮辐之上 , 室温 下 , o 0 在 ~3  kN的压 力变化 范围 内, 光纤光栅 中心反射  波长 的变 化 与 压 力 成 良好 的 线 性 关 系 , 性 度 高 达 0 9 98 灵 敏 度 为 0 0 84  m/  研 究 结 果 表 明 , 传 感  线 . 9  , . 2  3n kN. 本 系 统具 有 结 构 简 单 、 作 方 便 、 度 高 、 后 小 、 复 性 好 、 构 高 度 小 、 量 轻 等 优 点 . 操 精 滞 重 结 重   关键 词 : 光纤光栅 ;轮辐式结 构 I 压力传感器  中 圈 分 类 号 : P 1. 4 T 2 2 1  文献标 识码 :   A 0 引  言    光纤 Ba g rg 光栅 ( B ) F G 是一种新型的光子器件 , 它在光通信和传感领域 的应用n  越来越引起人们的   重视 . 将光 纤 B a g光 栅应用 于压 力传 感是从 19 rg 9 3年开始 的 , . xu等人 [对 裸露 的 F G压力 传感 特  M G. 3 ] B 性进 行 了研 究 , 7  a的气体 压力 下 ,B 中心 反射 波 长仅 移动 了 0 2 m. 在 0MP FG .2n 由于灵 敏度低 , 法用 于  无 实 际的压力 测量 . 因此 , 光纤 光栅 进行 压力 增 敏变 得 尤 为重 要. 9 6年 , G. 对 19 M. Xu等 人 [把 F G 固定 于  4 ] B 中空的玻璃球结构 中, 利用玻璃球的放大作用使 F G对压力的敏感度提高 了一个数量级 , B 压力灵敏系数  提高 为 一2. ×1 / a 2 0 , 云启等 人 [将 F G 封装 于有 机 聚合 物 基底 中 , 1 2 0 MP .0 0年 刘 5   B 由于基 底 材料 的带  动作用 ,B 的压力灵敏度提高到一6 2 ×1 ~/ a 1 9 年 , FG . 8 0 MP . 98 刘云启等人 利用弹簧管 的机械放大作  用 做成 的 F G 弹簧管 压力 传感 器压力 灵 敏系数 达 一17 ×1  / a 20 B .9 0 MP . 0 2年 , 颖等 人[ 张  采用增 敏罐 封  装 的方法 设计 并研

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