基于應變薄膜偏心反射結構的高靈敏度光纖壓力傳感器研制.pdf

1、光纖傳感器是以光波為載體、以光纖為媒質對外界信號進行測量的技術;具有抗電磁干擾和耐腐蝕等優(yōu)點，適用于遠距離和易燃易爆等惡劣環(huán)境。應變膜光纖壓力傳感器作為其中的一種，是利用光纖接收應變膜的反射光，并根據(jù)反射光的強度或相位變化進行壓力探測;它不僅具有結構簡單、性能可靠等優(yōu)點，而且能對位移、速度、流量、電壓等多種物理量進行檢測。
　　本文研制的應變膜光纖壓力傳感器，其設計思路如下:采用光纖準直器取代光纖，并且光纖準直器位于圓形應變薄膜的

2、偏心位置，當薄膜受壓形變時會改變光束的反射角度，從而改變返回光纖準直器的光強度;因此其探測機理是屬于入射角敏感，而非傳統(tǒng)的距離敏感。與單?；蚨嗄９饫w相比，光纖準直器的光束平行度更高、光束發(fā)散角更?。ㄐ∮?.25度）、工作距離更長（約10cm）、光束耦合效率對入射角更敏感。因此，本文研制的傳感器具有高靈敏度和易于制備的特點。在理論分析的基礎上，完成了傳感器的研制。測試結果為:當應變薄膜的厚度為100μm和150μm時，靈敏度分別為1.11

3、dB/KPa和0.16dB/KPa;并且通過調(diào)節(jié)傳感器腔內(nèi)的氣壓，實現(xiàn)測試范圍的調(diào)諧(例如探測范圍可以從0.001MPa～0.048MPa平移到0.045MPa～0.09MPa)。更高的靈敏度可以通過進一步降低薄膜厚度實現(xiàn)。首先介紹了光纖傳感器的特點、類型和發(fā)展狀況;其次講述了光纖壓力傳感器的典型結構、應用和研究現(xiàn)狀;接著對所制備的光纖傳感器進行了理論模型分析;最后介紹了光纖壓力傳感器的制備和測試分析，同時對全文進行了總結，并在本文已做