光纤光栅液体双参量传感器增敏设计

来源：激光技术杂志2022年第3期北京时间：

作者：华子明, 李永倩, 王少康, 温芳芳, 范海军

摘要：为了解决现有光纤布喇格光栅(FBG)传感器温度与压力灵敏度低的问题, 设计了一种基于FBG的薄壁圆筒式液体温度与压力传感器。选用具有耐腐蚀、弹性性能好以及热膨胀系数大的不锈钢304和铍青铜C17200分别对传感器进行封装, 采用有限元分析法对传感器进行压力和温度特性仿真分析, 研究了敏感元件材料及尺寸大小对灵敏度的影响, 并分析了反射波长随压力和温度的变化关系。结果表明, 使用铍青铜C17200封装的传感器压力和温度灵敏度更高, 在0MPa~12MPa、-5℃~40℃工作范围内压力灵敏度可达153.5pm/MPa、温度灵敏度可达31.7pm/℃, 相较于裸光栅分别提升了51.2倍和2.8倍。此研究结果可为液体的高灵敏度温压测量提供参考。

关键词：光纤光学, 光栅, 温度与压力测量, 有限元分析