低精细度光纤法布里-珀罗干涉位移测量模型分析

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作者 张靖 王建波 +4 位作者 殷聪 金涛 毕文文 刘璐 孔明 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期291-303,共13页

光纤法布里-珀罗干涉仪具有体积小、分辨率高和稳定性好的特点,在光纤位移传感领域中具有广泛应用潜力。文中分析了四种典型构型的低精细度光纤法布里-珀罗干涉仪在位移测量中的性能表现、干涉信号特性以及影响规律,为新型传感器头的设... 光纤法布里-珀罗干涉仪具有体积小、分辨率高和稳定性好的特点,在光纤位移传感领域中具有广泛应用潜力。文中分析了四种典型构型的低精细度光纤法布里-珀罗干涉仪在位移测量中的性能表现、干涉信号特性以及影响规律,为新型传感器头的设计开发提供理论与实验支撑。研究结合准直和聚焦两种位移传感模式,评估工作距离、目标反射物的反射率与倾斜角度对不同构型传感器头性能的影响。采用1550 nm激光器,结合仿真与实验,评估不同构型传感器头的干涉信号质量、角度容限及测量范围,重点探讨了目标反射物的反射率、倾斜角和工作距离对性能的影响。实验结果表明,在准直模式下,高反射率目标可通过自对准机制实现超过±0.5°的角度容限,测量范围超60 mm;低反射率目标对倾斜角变化高度敏感,倾斜角超过0.1°时,对比度降至0.2。聚焦模式对目标倾斜角度容限较高,对低反射率目标的角度容限可达±0.75°,工作距离内对比度保持在0.9以上。高反射率目标在散焦模式下,对比度峰值约为1.0。仿真数据与实验数据之间的差异小于5%,证明了模型的可靠性。实验结果表明,通过适当调整传感器头结构,可以满足不同应用需求,为新型传感器头的设计和测试流程提供指导。 展开更多

关键词 测量 计量学 光纤法布里-珀罗干涉仪 位移测量 光纤传感 干涉模型

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基于光纤法布里-珀罗干涉仪的高灵敏微压传感技术研究

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作者 杨迪 邢美华 +2 位作者 刘钦朋 刘波 闫诚 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期787-793,800,共8页

光纤传感器在电池安全监测领域的应用日益增多。针对储能电池内部气压变化微小难以测量的问题,基于光纤法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)腔体端面镀膜的结构模型,研讨了膜厚、有效半径和腔长之间的关系,深入探究了三者之间的相互制约... 光纤传感器在电池安全监测领域的应用日益增多。针对储能电池内部气压变化微小难以测量的问题,基于光纤法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)腔体端面镀膜的结构模型,研讨了膜厚、有效半径和腔长之间的关系,深入探究了三者之间的相互制约及理论基础,设计了一种小型化、高灵敏度和高精度的光纤微压传感器。制备了气压灵敏度-239.836 nm/MPa、线性度0.998的微压传感器,其在100 kPa压强范围内表现出良好的线性和稳定性。该传感器结构紧凑、制作简单且成本低,具备较高的灵敏度和优异的压强响应特性。 展开更多

关键词 光纤压强传感器 光纤法布里-珀罗干涉 聚二甲基硅氧烷(PDMS)

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光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器研究进展 被引量：10

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作者 李爱武 单天奇 +4 位作者 国旗 潘学鹏 刘善仁 陈超 于永森 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期609-624,共16页

光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器具有体积小、制作简单、灵敏度高、耐高温和抗电磁干扰等优点,广泛应用于航空航天、能源工业及环境监测等领域。本文首先介绍了光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器的传感原理、传感性能、传感特性和制备... 光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器具有体积小、制作简单、灵敏度高、耐高温和抗电磁干扰等优点,广泛应用于航空航天、能源工业及环境监测等领域。本文首先介绍了光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器的传感原理、传感性能、传感特性和制备方法。然后对其温度、压力和应变的灵敏度和测量范围等特征参数进行了归纳。总结了光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器的国内外研究进展及性能参数。介绍了光纤法布里-珀罗干涉仪传感器温度和压力的交叉敏感问题及解决方法和基于不同种类光纤的法布里-珀罗干涉仪高温传感特性。针对近几年光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器的研究进展,介绍了多种用于双参数测量的光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器。最后对光纤法布里-珀罗干涉仪高温传感器的未来发展趋势和前景进行了展望。 展开更多

关键词 光纤法布里-珀罗干涉仪 高温传感器 高温压力测量

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利用光纤法布里-珀罗谐振器干涉透射波长同时测量混合溶液中多溶质浓度(英文) 被引量：2

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作者 金清理 黄晓虹 +2 位作者 王振国 颜利芬 张栋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2147-2151,共5页

为了同时探测混合溶液中多种溶质的浓度,提出一种用光纤法布里-珀罗谐振器作为传感器测量混合溶液中多溶质浓度的测量系统.从理论上分析了光纤法布里-珀罗谐振器干涉透射波长与混合溶液浓度之间的关系,采用光纤法布里-珀罗谐振器干涉透... 为了同时探测混合溶液中多种溶质的浓度,提出一种用光纤法布里-珀罗谐振器作为传感器测量混合溶液中多溶质浓度的测量系统.从理论上分析了光纤法布里-珀罗谐振器干涉透射波长与混合溶液浓度之间的关系,采用光纤法布里-珀罗谐振器干涉透射波长实现了高准确度同时测量混合溶液中多溶质浓度的原理和可行性.构建了由InGaAs发光二极管光源、光纤耦合器、FFPR传感器、光电信号转换和放大器、光谱分析仪等组成的测量系统.对乙醇和甘油的9组标准混合溶液进行测量实验,并用测量结果标定了混合溶液中各溶质浓度与光纤法布里-珀罗谐振器传感器干涉透射波长之间的数学解析关系式.根据数学关系式用Action Script 2.0脚本语言编写程序,计算机实时监控了混合溶液中各溶质浓度的变化过程. 展开更多

关键词 混合溶液 多溶质溶液的浓度 光纤法布里-珀罗谐振器传感器 干涉透射波长 光谱分析仪

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基于最小二乘法的光纤法布里-珀罗传感器相位校正解调算法 被引量：11

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作者 刘嘉静 涂子维 +1 位作者 周次明 范典 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期75-80,共6页

为了提高光纤法布里—珀罗传感器的解调精度和效率,利用干涉光谱中的波峰计算出一系列光程差,根据最小二乘法求出该组光程差中方差最小的解作为粗略解调结果,并计算出光谱附加相位;在光谱附加相位基础上进行校正,得到补偿光程差,两者之... 为了提高光纤法布里—珀罗传感器的解调精度和效率,利用干涉光谱中的波峰计算出一系列光程差,根据最小二乘法求出该组光程差中方差最小的解作为粗略解调结果,并计算出光谱附加相位;在光谱附加相位基础上进行校正,得到补偿光程差,两者之和为最终解调结果.仿真结果表明,该算法的解调误差在±2.5nm内.光纤法布里-珀罗蓝宝石高温传感实验表明,从室温升到1000℃时,该算法解调光程差精度为5.4nm,对应温度的精度为±0.36‰F.S.,同等条件下计算速度比FFT-MMSE快400倍,具有计算精度高,计算速度快的优点. 展开更多

关键词 光纤法布里-珀罗传感器 信号解调 最小二乘法 相位校正 高温传感器

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光纤法布里-珀罗传感器的条纹计数法解调误差研究 被引量：4

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作者 许亨艺 雷小华 +1 位作者 陈伟民 陈涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期59-63,共5页

为探究光纤法布里-珀罗传感器条纹计数法的解调准确度,对基于波峰波谷复合算法的条纹计数法的腔长解调误差及其影响因素进行了理论推导、仿真分析和实验验证.结果表明:光纤法布里-珀罗传感器干涉光谱的干涉级次及干涉级次差、波峰波谷... 为探究光纤法布里-珀罗传感器条纹计数法的解调准确度,对基于波峰波谷复合算法的条纹计数法的腔长解调误差及其影响因素进行了理论推导、仿真分析和实验验证.结果表明:光纤法布里-珀罗传感器干涉光谱的干涉级次及干涉级次差、波峰波谷的位置准确度是影响解调准确度的主要因素;干涉级次随腔长的变化导致腔长解调结果产生周期性跳动误差,跳动周期约为光源中心波长的1/4;周期性跳动误差的幅度受波峰波谷位置准确度的影响,波峰波谷位置准确度越低,周期性跳动误差幅度越大,腔长解调误差越大. 展开更多

关键词 信号解调 光纤法布里-珀罗传感器 条纹计数法 腔长 误差

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基于光学相关的光纤法布里-珀罗传感器解调仪 被引量：6

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作者 陈珂 郭珉 +3 位作者 王泽霖 刘伯文 周新磊 于清旭 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期60-65,共6页

针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题,提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器,利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光... 针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题,提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器,利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光路进行优化设计,搭建了结构简单的单模光纤F-P传感器解调仪,该仪器仅由宽谱光源、平板玻璃、线阵CCD、柱面镜和单模光纤搭建而成.实验结果表明,腔长解调分辨率达到0.72 nm.该解调仪在光纤测井、液位测量和结构健康监测等领域中的温度、压力和位移测量中有着广阔的应用前景. 展开更多

关键词 光纤传感 光学相关 光纤法布里-珀罗干涉仪 平板玻璃 线阵电荷耦合元件

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基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变解调方法 被引量：5

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作者 黄钊 赵建林 +1 位作者 姜碧强 秦川 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期845-849,共5页

提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感器解调方法,该方法综合了光纤法布里-珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统,精确调节匹配光栅法布里-珀罗干... 提出并实验验证了一种基于匹配光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的应变传感器解调方法,该方法综合了光纤法布里-珀罗干涉技术和匹配光纤光栅滤波法的优点.通过半导体制冷片和压电陶瓷组成的闭环负反馈控制系统,精确调节匹配光栅法布里-珀罗干涉仪的温度和应变,有效解决了光栅法布里-珀罗干涉仪的失配问题,从而保证系统静态工作点处于最佳匹配位置,同时能够避免探头因环境温度波动导致的测量误差.实验结果表明,该系统能够响应50～800Hz的输入信号,应变最小分辨力至少为0.4nε/Hz1/2,解调灵敏度高,且不受环境温度波动的影响,因而在动态应变或振动测量中具有较高的实用性. 展开更多

关键词 光纤光栅法布里-珀罗干涉仪 半导体制冷片 压电陶瓷 匹配滤波

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光纤Fabry-Perot传感器的Fibonacci-MMSE联合解调算法 被引量：4

9

作者 尹嘉笛 周次明 +1 位作者 欧艺文 李蒙蒙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期162-167,共6页

提出一种基于Fibonacci与最小均方差联合解调光纤法布里-珀罗传感器腔长的算法.利用Fibonacci搜索方法,在一系列估计值中快速搜索到对应的最小均方差的数值,并作为腔长解调结果.仿真分析了算法迭代次数与解调准确度之间的关系并进行温... 提出一种基于Fibonacci与最小均方差联合解调光纤法布里-珀罗传感器腔长的算法.利用Fibonacci搜索方法,在一系列估计值中快速搜索到对应的最小均方差的数值,并作为腔长解调结果.仿真分析了算法迭代次数与解调准确度之间的关系并进行温度测量实验.结果表明,该算法的理论平均解调误差小于2×10-5 pm,与实际腔长的拟合度优于0.9999,解调动态范围可达2.5mm;实验中,该算法腔长解调分辨率为0.15nm,对应的温度分辨率达0.03℃,解调时间少于0.03s,具有解调准确度高和运算速度快等优点. 展开更多

关键词 光纤法布里-珀罗传感器 解调 均方差 Fibonacci搜索方法 分辨率 误差 快速度

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基于氧化锆陶瓷的光纤F-P腔压力传感器研究 被引量：4

10

作者 肖磊 邵宇鹰 +2 位作者 庞拂飞 刘奂奂 彭鹏 《光通信技术》 北大核心 2019年第8期28-31,共4页

以高温环境压力传感器应用需求为背景,提出了一种基于氧化锆陶瓷的光纤法布里-珀罗(F-P)腔传感器,它以氧化锆套筒、LC陶瓷插芯和标准单模光纤为传感器组件,利用粘结胶对3个组件固定封装,制备膜片式空气隙F-P腔压力传感器.在压力装置中... 以高温环境压力传感器应用需求为背景,提出了一种基于氧化锆陶瓷的光纤法布里-珀罗(F-P)腔传感器,它以氧化锆套筒、LC陶瓷插芯和标准单模光纤为传感器组件,利用粘结胶对3个组件固定封装,制备膜片式空气隙F-P腔压力传感器.在压力装置中对封装后的传感器进行0.5~4.0 MPa的压力测试,追踪1543.67 nm反射光谱波谷处波长移动,分别绘制出升压和降压过程中的光谱响应曲线,通过线性拟合后,传感器灵敏度可达9.5 nm/MPa,具有较好的线性度. 展开更多

关键词 光纤法布里-珀罗腔传感器 氧化锆陶瓷 压力测试

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基于光频域布里渊散射的全分布式光纤应变传感器的研究 被引量：3

11

作者 吴朝霞 吴飞 +1 位作者 牛力勇 李志全 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期237-240,共4页

根据光纤受到拉伸应变时布里渊散射频移改变的特性,提出了基于光频域反射法的分布式光纤应变测量系统,系统采用了光纤光栅法布里珀罗干涉仪对布里渊频移进行直接测量的新方法,并给出了实验系统及实验结果,表明了该方案的可行性。

关键词 光频域反射法 布里渊散射 光纤光栅法布里-珀罗干涉仪 应变

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光纤传感技术在航空发动机温度测试中的应用 被引量：22

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作者 韩国庆 刘显明 +2 位作者 雷小华 章鹏 周峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期145-164,共20页

温度测试对于航空发动机设计与研制具有极其重要的意义。航空发动机的测温环境具有高温、高压、高速气流冲击、高转速、安装空间狭小等特点,还要求测温系统具有大量程、高精度和高稳定性的工作性能,可供选择的测温方法非常有限。光纤温... 温度测试对于航空发动机设计与研制具有极其重要的意义。航空发动机的测温环境具有高温、高压、高速气流冲击、高转速、安装空间狭小等特点,还要求测温系统具有大量程、高精度和高稳定性的工作性能,可供选择的测温方法非常有限。光纤温度传感器具有体积小、抗电磁干扰、极端环境下的安全可靠和使用灵活等优点,并具有串联复用的准分布式传感能力,在航空发动机温度测试中有很好的应用前景。本文对比总结了基于光纤布拉格光栅、光纤法布里-珀罗、光纤超声和光纤辐射等几类典型的光纤温度传感器的传感原理、制造工艺和技术特点,分析了航空发动机研制中不同对象和场景的温度测试需求,对光纤温度传感技术在航发测温领域中的应用研究现状进行了分类整理和发展水平综述,对其在未来实际应用中存在的不足进行了分析,最后对其在未来研究及应用的发展方向进行了展望,为后续航发测温领域研究及应用提供参考。 展开更多

关键词 航空发动机 光纤布拉格光栅 光纤法布里-珀罗 超声测温 辐射测温

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基于微波光子学的准分布式光纤传感解调技术 被引量：15

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作者 吴妮珊 夏历 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期245-263,共19页

准分布式光纤传感系统在土木工程、能源勘测、航空航天、国防、化工等领域一直发挥着不可替代的重要作用。以微波光子学为基础的准分布式光纤传感解调技术被广泛应用于光纤复用系统的快速、高精度的信号解调与传感器定位。与传统的光学... 准分布式光纤传感系统在土木工程、能源勘测、航空航天、国防、化工等领域一直发挥着不可替代的重要作用。以微波光子学为基础的准分布式光纤传感解调技术被广泛应用于光纤复用系统的快速、高精度的信号解调与传感器定位。与传统的光学波长解调方案相比,该技术大幅提高了系统的解调速率,弥补了传统解调方法在传感器定位方面的缺陷。本文主要介绍了近年来国内外在基于微波光子学的准分布式光纤传感解调领域的研究进展,从光纤光栅准分布式传感系统和光纤法布里-珀罗准分布式传感系统两方面入手,对比分析了现有的数种微波解调光纤准分布式系统的优缺点,并对基于微波光子学的准分布式光纤传感解调技术的未来发展方向进行了总结与展望。 展开更多

关键词 射频光子学 准分布式传感 光纤传感解调 光纤布拉格光栅 光纤法布里-珀罗

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光纤光栅传感器阵列在撞击定位监测中的应用 被引量：9

14

作者 王威 陶传义 +2 位作者 朱悦青 高晓凤 成俊桦 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期76-82,共7页

本文提出基于半导体环形激光器的光纤传感阵列系统,用于在铝板上撞击定位监测。采用光纤法布里-珀罗(F-P)标准具对光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号进行解调。施加在FBG传感器的应变被编码为FBG反射光的波长位移,然后由自由光谱范围为50 ... 本文提出基于半导体环形激光器的光纤传感阵列系统,用于在铝板上撞击定位监测。采用光纤法布里-珀罗(F-P)标准具对光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号进行解调。施加在FBG传感器的应变被编码为FBG反射光的波长位移,然后由自由光谱范围为50 GHz的光纤F-P标准具转换为强度调制。通过波分复用技术,光纤F-P标准具可同时解调多个FBG信号,光纤传感阵列系统安装在厚度为1 mm的铝板上,50 g的小钢球在20 cm的高度自由下落撞击铝板产生声发射信号。利用时频小波分析,从测量的FBG传感器瞬态响应中获得的Lamb波的群速度频散曲线,并根据三角定位算法,确定撞击点的坐标。经过撞击试验,通过本系统和定位算法的平均定位精度误差在30.89 mm,达到了较好的精度。 展开更多

关键词 FBG阵列 小波分析 定位算法 光纤法布里-珀罗标准具 撞击监测

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分布式光纤应变传感器的研究 被引量：4

15

作者 吴飞 蔡璐璐 李志全 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期159-161,共3页

根据光纤中的布里渊散射频移与光纤所受的拉伸应变有关的特性,提出了基于光频域反射法的分布式光纤应变测量系统,采用光纤光栅法布里-珀罗干涉仪对布里渊频移进行直接测量的新方法,给出了实验系统及实验结果,证明了该方案的可行性。

关键词 光频域反射法 布里渊散射 光纤光栅法布里-珀罗干涉仪 应变

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光纤饱和吸收体稳频窄线宽光纤激光器 被引量：4

16

作者 伍波 刘永智 刘爽 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期30-33,共4页

结合光纤饱和吸收体与光纤光栅法布里-珀罗标准具,研制出了全光纤结构1550nm单频窄线宽掺铒光纤环形激光器。采用两个976nm激光二极管双向抽运作为抽运源,高掺杂浓度铒光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅法布里-... 结合光纤饱和吸收体与光纤光栅法布里-珀罗标准具,研制出了全光纤结构1550nm单频窄线宽掺铒光纤环形激光器。采用两个976nm激光二极管双向抽运作为抽运源,高掺杂浓度铒光纤作为增益介质,以行波腔消除空间烧孔效应,利用光纤光栅法布里-珀罗标准具窄带选模特性,以10m长低掺铒光纤饱和吸收体稳频,得到了十分稳定的窄线宽激光输出。激光器抽运阈值功率21mW,在抽运光功率为145mW时输出光功率39mW,斜率效率30%,信噪比大于50dB。采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽小于10kHz。 展开更多

关键词 激光技术 光纤激光器 光纤饱和吸收体 光纤光栅法布里-珀罗标准具

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高温大应变光纤传感器性能劣化观测与失效机理分析 被引量：3

17

作者 谭跃刚 崔任鑫 刘繄 《光通信技术》 2021年第9期15-19,共5页

为了进一步优化和改进光纤传感器的固定方式,设计了一种金属焊片式非本征型法布里-珀罗(F-P)光纤传感器,并对其进行了实验观测。研究分析了在1200℃高温环境下不同焊接固定方式的F-P光纤传感器的失效机理。对在1200℃高温下失效的实验... 为了进一步优化和改进光纤传感器的固定方式,设计了一种金属焊片式非本征型法布里-珀罗(F-P)光纤传感器,并对其进行了实验观测。研究分析了在1200℃高温环境下不同焊接固定方式的F-P光纤传感器的失效机理。对在1200℃高温下失效的实验样件进行了观测与分析,利用有限元分析方法对实验样件进行仿真和计算,并结合实际的光谱信号变化来研究其具体的失效过程,结果表明不同的焊接固定方式会对传感器产生不相同的力学影响,从而影响传感器的寿命。 展开更多

关键词 高温 大应变 法布里-珀罗光纤传感器 失效机理分析

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基于超磁致伸缩材料的光纤磁场传感器 被引量：2

18

作者 马瑞 张文涛 李芳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期6-10,共5页

针对现有光纤传感器难以实现微弱静态磁场测量的问题,提出了一种具有μT量级磁场分辨率的光纤磁场传感器,并有望应用于资源勘探、电网监测、地磁导航等领域.将光纤光栅法布里-珀罗(FBGFP)腔和超磁致伸缩材料(Terfenol-D)耦合作为传感元... 针对现有光纤传感器难以实现微弱静态磁场测量的问题,提出了一种具有μT量级磁场分辨率的光纤磁场传感器,并有望应用于资源勘探、电网监测、地磁导航等领域.将光纤光栅法布里-珀罗(FBGFP)腔和超磁致伸缩材料(Terfenol-D)耦合作为传感元件,并采用了钕铁硼永磁体提供偏置磁场;同时,将Monel-400合金与FBG-FP腔进行耦合,作为参考元件,对磁场传感器进行了温度补偿.实验测得传感器的磁场灵敏度为1.5×10^-3pm/μT,磁场分辨率为0.67μT. 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤光栅法布里-珀罗腔 磁致伸缩材料 磁场 温度

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光纤高温传感器研究现状及应用前景 被引量：5

19

作者 佟显义 宋丽萍 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2014年第10期8-10,共3页

重点论述几种典型光纤高温传感器的测温原理、研究现状、各自特点及适用环境,并对应用前景进行展望。研究结果表明,光纤高温传感器具有的众多优势使其能够在易燃易爆、剧烈震动、强电磁场和高速高焓等恶劣环境下准确测量高温。

关键词 光纤高温传感器 分布式光纤 光纤光栅 法布里-珀罗光纤 蓝宝石单晶光纤

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基于PDMS的FPI高灵敏度温度与气压传感器

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作者 曹庭水 胡传菊 +3 位作者 李丽 方婷 李宏 江超 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期581-588,共8页

为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于... 为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于PDMS具有优良的热敏性和弹性,基于PDMS的FPI具有较好的温度和压力敏感性。将两个自由光谱范围相近的FPI并联后,形成一个光学游标效应传感器,进一步放大了传感器灵敏度。实验结果表明传感器的温度和气压灵敏度分别为2.7893 nm/℃和15.5079 nm/MPa,而单个FPI的温度与气压灵敏度分别为0.2508 nm/℃和1.5181 nm/MPa,灵敏度被分别放大了11.1和10.2倍。该传感器结构简单、制作容易、尺寸紧凑、成本低、灵敏度高、重复性和稳定性好,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 光学游标效应 气压与温度 PDMS

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