作者单位
摘要
1 海南师范大学 物理与电子工程学院 海南省激光技术与光电功能材料重点实验室,海口 571158
2 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所,山东 青岛 266061
用栅区仅为1 mm、间隔仅为20 mm的超短光纤光栅串,借助激光焊接工艺制作出长度约为40 mm,直径约为20 mm的基于弹性膜片增敏的带温补结构的光纤光栅压力传感器,用于海洋深度探测。在0.6 MPa测量范围内,传感器的理论压力灵敏度为-1.218 nm/MPa,利用有限元分析法仿真得到的压力灵敏度为-1.364 nm/MPa,通过温度及压力测试实验消除温度对测压光纤光栅的影响后得到传感器实际平均压力灵敏度达-1.728 nm/MPa,升降压曲线的线性度达99.9%。与激光密封尾纤方式相比,采用环氧胶密封尾纤不必考虑瞬时高温对光纤造成的损伤,且更容易保持对光纤所施加的预应力。结合仿真分析发现双光纤光栅温度响应趋势存在差异是由结构设计的缺陷所致,后续可对此进行改进。在传感器的制作过程中增设了温度及压力老化步骤,可有效提高传感器升降压曲线的线性度及重合度。尾纤抖动会对传感器稳定性造成影响,建议使用切趾光纤光栅或设置缓冲区的方法解决。环氧胶固化时流动导致光纤光栅有效长度减小以及预应力增加使光纤光栅压力灵敏度提高,是实测传感器压力灵敏度偏高的主要原因。
光纤光栅 压力传感器 有限元分析法 弹性膜片 海洋 Fiber Bragg grating Pressure sensor Finite element analysis method Elastic diaphragm Ocean 
光子学报
2022, 51(3): 0306007
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学海洋科学与工程研究院, 湖南 长沙 410073
为满足低频振动信号精确测量的实际需要,设计了一种基于L 形刚性梁与弹性膜片结构的光纤布拉格光栅加速度传感器。进行了结构理论分析,并通过Matlab 仿真讨论了各结构参量对传感器灵敏度和谐振频率的影响,进行了参量优化设计。根据理论分析结果制作了加速度传感器并对其加速度灵敏度的幅频特性、线性响应和抗横向干扰特性进行了测试。实验结果表明,L形刚性梁的传动结构有效增强了结构稳定性,消除了传统悬臂梁结构带来的光纤光栅啁啾或反射谱多峰现象。加速度传感器在20~70 Hz的低频段具有平坦的灵敏度响应,加速度灵敏度可达220 pm/g,线性响应的相关度为99.98%;金属膜片使得该传感器具有较强的抗横向干扰能力,在工作频段内横向串扰为-32.73 dB。
传感器 加速度传感器 光纤布拉格光栅 低频 弹性膜片 
光学学报
2015, 35(12): 1206005
作者单位
摘要
1 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室,成都 611731
2 重庆理工大学 汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室,重庆 400050
根据光纤布喇格光栅的光学传感原理,提出了一种基于悬臂梁及金属弹性膜片的光纤布喇格光栅沉降传感器结构,对其传感特性进行了实验研究.实验通过产生水的液位差来模拟地基沉降,分析结果显示,光纤布喇格光栅中心反射波长漂移对液位差呈现良好的线性关系,线性度高于0.999,灵敏度可达-2.11 pm/mm.通过改变悬臂梁厚度和有效长度,可以对传感器测量范围和灵敏度进行调整,以满足各种应用场合.综合实验结果,该传感器在桥梁、铁路地基等沉降监测方面具有重要意义.
液位传感器 光纤布喇格光栅 金属弹性膜片 悬臂梁 Settlement sensor Fiber Bragg Grating (FBG) Metal diaphragm Cantilever beam 
光子学报
2011, 40(12): 1878
张红菊 1,2,3,*姚胜利 1,3米磊 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100039
3 飞秒光电科技西安有限公司,陕西 西安 710119
鉴于光纤传感器具有体积小、结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰且光纤本身的低损耗、耐腐蚀和安全可靠等优良特性,将光纤传感器应用到麦克风中可使麦克风的体积显著降低而灵敏度和抗电磁干扰性显著提高。提出一种新型反射式光纤麦克风的设计方法,采用Y形单根多模反射式光纤传感探头结构形式,给出了光纤麦克风的系统框图。由光纤出射光场分布理论出发,给出弹性膜片在声场作用下,中心形变大小h与出射光光强调制函数I(Z″)的关系。根据实际应用中有关参数的取值,用Matlab软件模拟出膜片形变后变形量h与光强调制函数I(Z″)的关系曲线。
光纤麦克风 单根多模光纤传感探头 弹性膜片 光强调制 fiber microphone single multimode fiber sensing probe flexibility film optical intensity modulation 
应用光学
2008, 29(5): 0812

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