光纤Bragg光栅与FP腔结合的高温高压传感器研究

"新型光纤高温高压传感器的研究 (2008年)，刘小会等人，国家高技术研究发展计划与山东省科技攻关计划项目资助" 本文详细探讨了针对油井下极端环境（高温高压）的温度和压力测试需求，所研发的一种新型光纤式温度压力传感器。该传感器采用的核心技术是光纤Bragg光栅（FBG）和Fabry-Perot（FP）腔的传感原理，能够同时测量并区分温度和压力两个关键参数。 光纤Bragg光栅是一种在光纤内部刻写的布拉格光栅，它具有对特定波长的反射特性，其反射波长会随温度和压力变化而变化。而Fabry-Perot腔则由两面反射镜构成，当腔内介质（如光纤）受到压力或温度影响时，腔长会发生改变，从而影响光的干涉模式。在设计中，FP腔的压力系数被选择得远大于温度系数，这使得传感器对于压力变化更为敏感，而温度影响相对较小。通过巧妙的温度补偿机制，可以进一步提高传感器在复杂环境下的测试精度。 在实验室环境下，该传感器经过标定和测试，表现出优异的性能。压力检测精度达到了±0.5%F.S.（满量程的0.5%），这意味着即使在巨大的压力范围内，传感器也能提供精确的读数。同时，温度检测精度达到了±0.5℃，这样的高精度对于监测油井下温度微小变化至关重要。这些特性使得该传感器在石油工业中的应用具有重大意义，特别是在需要准确监测油井温度和压力变化以确保安全和生产效率的情况下。 关键词：Fabry-Perot腔、光纤Bragg光栅、油井压力检测、高温高压。这项研究属于光学传感器技术领域，对于深入理解和改进油井监测技术，以及推动相关领域的科技进步具有积极的贡献。 这项工作展示了光纤传感器在极端环境监测中的潜力，尤其是对于高温高压条件下的温度和压力测量。通过结合FBG和FP腔的传感技术，实现了高精度的双重参数检测，为石油工业提供了可靠且高效的监测工具。未来，这种传感器技术有望在其他领域，如地质勘探、能源设施监控等方面得到更广泛的应用。