光纤悬臂振动传感器：温度非敏感性与高灵敏度设计

"Temperature-insensitive fiber cantilever vibration sensor based on a fiber-to-fiber structure" 本文介绍了一种基于光纤对准结构的温度不敏感光纤悬臂振动传感器，该传感器由两根相对排列的裸光纤封装在石英毛细管内构成。其中一根光纤的裸露部分较长，被悬空作为悬臂。这种设计巧妙地将光学纤维的特性与机械振动的检测相结合，实现了对环境振动频率和振幅的精确测量。 传感器的工作原理主要依赖于光纤之间的传输功率变化。当悬臂受到外部振动时，其振动会改变两光纤间的距离，进而影响光的传输效率。通过直接监测传感器的传输功率，可以获取到环境中的振动频率和振幅信息。传感器的性能可以通过调整悬臂的自然偏转角来优化，以达到高灵敏度、良好的响应线性和宽广的频率响应范围。 文章指出，由于采用了光纤作为主要部件，该传感器具有良好的温度稳定性，这在很多振动监测应用中是至关重要的。光纤的低热膨胀系数和光的非接触式测量方式减少了温度变化对测量结果的影响。此外，光纤的抗电磁干扰能力也使得这种传感器在恶劣环境下仍能保持可靠的工作性能。 传感器的设计与实现中，作者可能采用了特殊的封装技术以确保光纤在毛细管内的稳定位置，并且能够承受一定的机械应力。悬臂的制作可能涉及到精确的切割和抛光工艺，以保证其在微小振动下的良好响应。此外，通过精密调整悬臂的初始偏转角度，可以进一步优化传感器对不同振动频率的敏感度。 在实际应用中，这种振动传感器可能被用于结构健康监测，如桥梁、建筑物或机械设备的振动分析，以评估其动态性能和潜在的安全问题。同时，它也可以用于地震监测、航空航天设备的振动测试，甚至在实验室研究中作为精密测量工具。 "Temperature-insensitive fiber cantilever vibration sensor based on a fiber-to-fiber structure"是一种创新的振动检测技术，结合了光纤的光学特性和机械振动的物理现象，提供了一种高精度、温度不敏感的振动测量解决方案，具有广泛的应用前景。