全新的高灵敏度压力传感器

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1、光纤压力传感器传感器的光纤。全新的高灵敏度压力传感器压力传感器中的微结构光纤通常具有特殊的构造，外部施加的载荷会导致光纤巴西的坎皮纳斯大学和空军研究所联合展开研究，推出了新内产生不对称的应力分布，型光纤压力传感器的设计方案。进而使光纤的双折射特性（一种使光束的折射率呈各作者LEXICARVER向异性的材料属性）发生改变，于是便可以通过测量双折射特性的变化来实现传感人们通常听到“光纤”这个词时，首先浮现在脑海的可域。为了使光纤对所需参数检测。能是这样一幅画面：细如发丝、扭曲成充满艺术感漂亮形状足够敏感，人们必须对其进位于巴西的坎皮纳斯的发光物，或者从灯座中喷涌而出的光之

2、泉。这些能够传导行加工处理，例如对光纤光大学（InstitutodeEstudos光的二氧化硅光纤，其用途可远远不止于装饰。光纤于上世栅进行刻印，或者采用特制Avançados）的研究人员纪五十年代被成功开发，目前已广泛应用于电力传输、通的微结构光纤。在高灵敏度JonasOsório表示：“光纤传信、成像和传感等领域。压力传感器方面，微结构光感器具有灵敏度高、抗电磁具体来说，光纤具有优良的介电属性和广泛的适用性，纤展现出了良好的应用前干扰等优点，并能适用于因而可以在其他传感技术可能失效的环境中使用，例如真空景。高灵敏度压力传感器可恶劣环境。同时它们体积室和海底等极端环

3、境。用于石油勘探等领域，技术小、重量轻，较同类传感器人员和工程师可以使用它来而言有着更加广阔的适用»从光纤传感器到压力传感器检测流体压力。图1展示了范围。”标准光纤是专为电信设备而设计，通常无法用于传感领文献报道的三种可用作压力然而现有文献资料中报图1.压力传感测量装置中的微结构光纤。（a）光子晶体光纤1；（b）带三角形格子孔的微结构光纤2；（c）侧孔光子晶体光纤3。2017年10月COMSOLMULTIPHYSICS27光纤压力传感器图2.(a）嵌入芯式毛细管光纤的概念图，它显示了嵌有纤芯的毛细管在静水压力下的横截面。（b）嵌入芯式光纤的横截面。图3.研究受压的无内

4、嵌芯毛细管光纤。在初始的位移曲线研究中，内道的光纤，其微观结构都相Osório和CristianoCordeiro半径r=40μm，外半径r=80μm，内压P为1bar，外压P为inoutinout当复杂，并且需要进行多合作，对微结构光纤中由压50bar。次拉制，然后由手工完成力引起的双折射现象进行了精密的结构组装。坎皮纳斯研究，据此提出了一种新的性效应的作用下，应力会引式，以及外加压力和毛细管大学和空军研究所正在合作设计概念，并对其进行了验起材料折射率沿水平和垂直壁内纤芯的位置之间的关系开发一种名为“嵌入芯式毛证。他们的目标是设计出能方向发生变化，从而获得所（图4）

5、。模式双折射描述细管光纤”的特殊类型光感知静水压力的光纤，静水需的双折射特性。了可以穿过纤芯的光学模式纤，它可以被用于制造高灵压力指的是由静止液体产生的双折射效应。敏度的压力传感器。研发的压力，例如传感器周围的»最大限度地提升对仿真模型可以计算基本人员需要对这类光纤的制压力变化的敏感性静水。他们在设计过程中使模态在不同压力条件下的有造工艺进行简化，其中包用毛细管光纤（极细的空心借助COMSOLMultiphysics®效折射率。当入射的电磁波括预成型制备法和直接拉管）替代了包含气孔阵列的软件，Franco、Serrão、Cor-沿纤芯传播时，便会出现这丝法。deiro

6、和Osório向数学模型实心光纤，以此来产生不对种模式。研究表明，若想最细致分析几何特征称的应力分布。中添加了椭圆纤芯，也就是»大限度地提升双折射现象对他们的目标是最大限度石英毛细管壁中掺杂了锗的嵌入芯式毛细管光纤本压力的敏感性，即增强传感地增强由压力变化引起的双区域。通过运行仿真，他们质上是一根二氧化硅毛细器的灵敏度，必须使纤芯完折射率变化，由此提升光纤获得了模式双折射的变化方管，管壁内区域（即纤芯）全嵌入毛细管结构，并且靠掺杂有锗（图2显示了光纤的传感能力。他们首先利用的结构和横截面图）。与图解析模型对压力引起的毛细1中典型的压力传感器的微管壁内的位移和机械应力进

7、光纤传感器具有灵敏度高、抗电结构光纤相比，嵌入芯式光行了研究（图3）。磁干扰等优点，并能适用于恶劣纤的结构要简单得多。解析模型表明，由于毛环境。”空军研究所的研究人员细管结构本身的特性，外加—JONASOSÓRIO,巴西坎皮纳斯大学研究人员MarcosFranco和ValdirSer-压力在毛细管内壁上产生了rão与坎皮纳斯大学的Jonas不对称的应力分布。在光弹28COMSOLMULTIPHYSICS2017年10月图4.模式双折射的变化与毛细管壁内纤芯的位置之间的函数关系。当纤芯非常接近光纤的内半径（顶部中间图）时，由压力变化引起的双折射变化最大