为了实时监测石化反应器内部高温、高压环境下压力和温度变化, 严格控制原料的反应过程, 采用法布里-珀罗(F-P)多腔干涉理论, 设计并制备了一种光纤F-P温度、压力复合传感器。该传感器由石英玻璃和蓝宝石玻璃构成, 石英与蓝宝石之间的空气腔为压力腔, 温度腔则为蓝宝石本身。通过理论计算和仿真验证, 分析了压力腔和温度腔不同参数对传感器性能的影响, 从而取得了最佳的传感器结构参数数据。结果表明,该传感器制作工艺简单且性能可靠, 能够实现0MPa~5MPa和-20℃~300℃范围内压力和温度的同时测量; 该传感器在压力0.1MPa~5MPa和温度20℃~180℃环境下有良好压力温度线性响应关系, 压力灵敏度为796nm/MPa, 温度灵敏度为3.864nm/℃。该传感器适用于石化反应器内部高温高压环境下压力和温度的同时监测。

光纤F-P传感器是光纤传感的重要分支, 具有检测精度高、测量动态范围大、本征防爆等优点, 在工业领域已经得到了广泛的研究和应用。对于超过1 000 ℃的高温恶劣环境, 普通电类传感器已经无法满足应用需求。近年来, 许多专家学者投身于耐高温光纤F-P传感器的研制, 通过不断地优化、改进传感器的结构、制备工艺以及选用新型耐高温材料, 得到了诸多结构新颖、性能优良的耐高温传感器。从F-P腔的干涉原理出发, 介绍了光纤F-P传感器的感知机理, 分别综述了光纤F-P温度、压力、应变、振动以及复合型传感器的研究进展, 并分析了当前研究所面临的难题和挑战。最后对光纤F-P传感器的发展现状进行总结, 并对其未来发展趋势进行展望。