1 河南理工大学机械与动力工程学院，河南 焦作 454000
2 中国科学院半导体研究所，北京 100083
3 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
以高功率散裂靶测温需要为牵引，设计并制备了一种基于飞秒光纤光栅的高温传感阵列。采用飞秒激光刻写的光纤光栅和管式封装方法，扩大并提升了传感器的测温范围和机械强度。研究并优化了涉及退火步骤、退火时间、退火温度在内的退火工艺，并进行多次退火（800 ℃，20 h）处理，提高了光纤布拉格光栅的稳定性。通过对其进行标定测试，获得了温度-波长的精确拟合函数。结果表明，传感器在100~500 ℃温度范围内的精度达±0.2 ℃。经过现场测试，该传感器可实现对高功率散裂靶温度的精确测试。
光纤布拉格光栅 高温传感器 高精度 温度测量 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106032
1 河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000
2 中国科学院半导体研究所,北京 100083
为了实现对海洋温度剖面进行高时空分辨率且连续测量的目的, 研制出一种将船载拖曳应用与光纤传感技术相结合的新型测量系统。该系统首次将光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器集成到温度拖曳链中, 从而获得深度信息并判断拖曳链姿态。文中主要讨论了该拖曳温深链系统的研制及海试情况, 包含系统装备, 压力传感器的实验室标定, 压力传感器的海上静态和动态比测试验。通过分析试验数据, 压力传感器与ALEC Compact-TD的相关系数达到0.999 837, 测量误差小于0.1 m, 进一步验证了拖曳温深链系统已初步具备实用性。
FBG压力传感器 拖曳系统 海上试验 比测 FBG pressure sensor towed system sea experiments comparative tests 红外与激光工程
2017, 46(7): 0712002
1 河南理工大学机械与动力工程学院,河南 焦作 454000
2 河南理工大学万方科技学院信息科学与工程系,河南 郑州 451400
3 河南理工大学万方科技学院信息科学与工程系，河南 郑州 451400
4 中国科学院半导体研究所光电系统实验室,北京 100083
基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的温度应变交叉敏感原理,提出了一种新型的高灵敏度FBG温度传感器封装方法,该封装方法通过在金属管内设置弹簧进 行预应力封装,完全隔绝外界压力对FBG温度传感器测温的影响,可有效地解决温度和应变对FBG温度传感器交叉敏感的问题,同时提高FBG温度传感器的温 度灵敏度。对封装后的光纤光栅温度传感器进行温度特性测试和温度应力交叉敏感测试实验,结果表明,传感器中心波长的变化仅由温度变化引起,不受 压力变化的影响。另外,该传感器表现出较好的线性度和重复性,可以达到准确测量温度的目的。
光纤布拉格光栅 温度 传感器 交叉敏感 封装 fiber Bragg grating temperature sensor cross-sensitivity encapsulation 大气与环境光学学报
2016, 11(3): 226
1 河南理工大学 机械与动力工程学院, 河南 焦作 454000
2 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
针对海洋投弃式仪器快速响应的测温要求, 本文提出一种新型的光纤温度传感器设计方案。采用热膨胀系数不同的内径r=0.55 mm,长度L=9 mm 的金属管式结构对布拉格光纤光栅(FBG, Fiber Bragg Grating)进行同轴封装, 并通过实验对封装后光栅的温度特性进行了研究, 详细描述和分析了关于响应时间的理论计算、仿真模拟和测试实验。实验结果表明, 不锈钢管单端封装的响应时间是47.1 ms, 紫铜管双端封装的响应时间是48.6 ms, 比普通光纤温度传感器的响应时间提高了一个数量级。
快速响应 封装 温度传感器 FBG fiber Bragg grating fast-response package temperature sensor
