温度补偿型光纤布拉格高压传感器研究

"温度不敏感的光纤布拉格高压传感技术研究 (2011年)" 本文主要探讨了一种针对光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）的新型高压传感器设计，该设计旨在克服传统FBG传感器对温度变化的敏感性，从而实现对压力的精确测量。论文中，作者刘钦月、乔学光等人通过理论分析和实验验证，研究了传感器的温度特性和压力响应特性。 光纤布拉格光栅是一种在光纤内部制造的周期性折射率变化结构，它能够反射特定波长的光，而该反射波长与光栅的物理特性紧密相关，包括其制造材料、几何形状以及所承受的压力。在高压传感应用中，FBG传感器通常用于监测各种环境下的压力变化，例如地质勘探、管道监控和工业过程控制等领域。然而，FBG传感器的一个主要挑战是其对环境温度的敏感性，温度变化会导致光栅中心波长的漂移，进而影响压力读数的准确性。 论文中提出了一种温度不敏感的FBG高压传感器，其设计采用了特殊的结构和封装技术，以降低温度变化对传感器性能的影响。通过对传感器的理论分析，作者推导出光纤布拉格光栅中心波长与压力之间的数学关系，这有助于理解传感器的压强响应灵敏度。实验结果显示，传感器在21°C到260.8°C的温度范围内，实现了有效的温度补偿，平均波长漂移仅为0.75pm/°C，这意味着传感器在较宽的温度范围内具有良好的稳定性。 此外，该传感器在0到44MPa的压力范围内，表现出-0.0548nm/MPa的压强响应灵敏度，这一数值是裸光纤布拉格光栅压力响应灵敏度的18.27倍，表明其在高压测量中的优越性能。实验数据与理论计算吻合良好，证实了传感器的线性响应和重复性，从而证明了该设计能够通过单个FBG实现精确的压力测量。 该研究对提高光纤传感器在高压环境下的测量精度具有重要意义，对于改进现有光纤传感器技术，尤其是在需要温度补偿的高压测量应用中，提供了新的思路和解决方案。论文的贡献在于开发了一种新型的温度不敏感FBG传感器，这将有助于推动光纤传感技术在更多领域的应用，如能源、交通和安全监测等。