基于薄壁应变筒的光纤布拉格光栅压力传感器.pdfVIP

第 卷 第 期 南 京 理 工 大 学 学 报 ! # $%’! (%’# 年 月 !))* + !#$%’()%+% -%+./$0+1 (34+/%4/%56/47%’ ,-.’!))* * , 2 ,2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） /))012#)!))*)#1)!331)* 基于薄壁应变筒的光纤布拉格光栅 压力传感器 / ! / # # 胡志新 ，张桂莲 ，张 陵 ，王宏亮 ，刘颖刚 （ 西安交通大学 建筑工程与力学学院，陕西 西安 ； 青岛泰能燃气发展公司， /’ 3/))*2!’ 山东青岛 ； 西安石油大学 理学院，陕西 西安 ） !++)#*#’ 3/))+0 摘要：综述光纤布拉格光栅的传感机理，研制基于薄壁应变筒的光纤布拉格光栅压 力传感器。该传感器力灵敏度高，同时又能实现温度补偿；其结构简单，易干工业 化生产。对静态特性实验研究结果表明，该传感器系统具有比常规的压力传感器 更优越的性能。 关键词：光纤布拉格光栅；传感器；压力；测量 中图分类号： ； 文献标识码： 学科代码： 45!/!4( !*3 6 /*)’#) 光纤布拉格光栅是利用紫外光对掺杂光纤材料进行照射使纤芯折射率沿轴向形成周期 性或非周期性的永久性变化，即在纤芯内形成空间相位光栅。自从 年加拿大渥太华通 /23 信研究中心的 等人制作了第 只布拉格光栅以来，人们对光纤光栅进行了大量的 7’8’9: / ［］ / 研究工作，包括光栅的制作技术、布拉格波长位移的解调技术和光纤光栅的传感技术等 。 年 等人报道的紫外光侧向写入技术为光纤光栅传感技术开发提供了制造基 /22 ;’=? 础，掀起了光纤光栅传感技术研究的高潮。十几年来，人们已利用光纤光栅在很多不同的领 域实现了包括应变、温度、压力、电流，磁场等物理量的测量，而且利用分布式光纤光栅实现 了对大型结构内部的力学状态监测。 ［，］ 光纤光栅压力传感器的研究工作国内外有不少的研究报道!# ，但可作为实用型压力传 感器的报道很少。本文针对测量油气管道和油井压力而制作了一种基于薄壁应变筒式光纤光 栅压力传感器，同时该传感器可串接在一根光纤中组成分布式光纤光栅压力传感器系统。 8 光纤布拉格光栅应变传感的基本原理 光纤内宽带光波遇到布拉格光栅时 个相反方向传播的导模