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1、第25卷第2期光电子技术Vol.25No.22005年6月OPTOELECTRONICTECHNOLOGYJun.2005专题介绍光纤压力传感器刘跃辉,张旭苹,董玉明(南京大学光通信工程研究中心,南京,210093)摘要:阐述了光纤压力传感器的发展概况,从光波调制的角度分别叙述了强度调制、频率调制、相位调制、波长调制、偏振调制型光纤压力传感器以及分布调制型光纤压力传感器,介绍了它们的原理、结构、优缺点等,并对目前最常用的强度调制压力传感器和发展迅速的分布调制型光纤压力传感器进行了详细的介绍。关键词:光纤;压力
2、;传感器;调制中图分类号:TN253文献标识码:A文章编号:10052488X(2005)0220124209ReviewofFiber2opticPressureSensorsLIUYue2hui,ZHANGXu2ping,DONGYu2ming(ResearchCenterofOpticalCommunicationEngineering,NanjingUniversity,Nanjing,210093,China)Abstract:Thisarticlegenerallydescribesthedeve
3、lopmentoffiber2opticpressuresensors.Fromthepointofviewoflightwavemodulation,thisarticleintroducesfiber2opticintensity2modulated,frequency2modulated,phase2modulated,wavelength2modulated,polarization2mod2ulatedpressuresensorsandfiber2opticdistributedmodulated
4、pressuresensors,separatelyin2troducestheirprinciple,configuration,advantage,disadvantage,andsoon.Thisarticlegivesadetaileddescriptionoffiber2opticintensity2modulatedpressuresensorsinmostcommonuseandrapiddevelopingfiber2opticdistributedmodulatedpressuresenso
5、rsatpresent.Keywords:fiber;pressure;sensor;modulation力传感器。引言光纤压力传感器作为一种新型的传感器,与传统的压力传感器相比体积小、重量轻,具有电绝缘光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信性、不受电磁干扰、可用于易燃易爆的环境中等优技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体,光点,另外还可以构成光纤分布式压力传感器,对桥纤为媒质,感知和传输外界信号(被测量)的新型传梁、大坝等进行健康状况的实时监测。感技术。当这种外界信号为压力时,即构成光纤压光纤压力传感器的
6、研究在国外始于20世纪收稿日期:2004210218作者简介:刘跃辉(1981—),男,硕士研究生。主要从事光纤传感、光网络监测方面的研究。张旭苹(1962—),女,工学博士,教授,博士生导师。主要从事光电器件集成、光互联与光通信等方面的科研与教学工作。董玉明(1978—),男,博士研究生。主要从事分布式光纤传感技术、光网络监测方面的研究。第2期刘跃辉等:光纤压力传感器125[1]70年代初,当时研制出一种用于血管压力测量1.1强度调制光纤压力传感器的微型光纤压力传感器,之后许多研究工作都集中于工程应用中。到
7、了20世纪80年代,出现了利用强度调制光纤压力传感器的基本原理是将一紧贴膜片的叶片或光阀的运动来调制光强的光纤强度恒定的光源发出的光注入传感元件,该元件在压力传感器和靠膜片挤压光纤使其传输特性发生外力场作用下,使光强发生变化,输出光强的大小变化而制成的光纤压力传感器,其传感器的精度一与待测压力成一定关系,通过测量光的强度可得到般为±310%左右,线性度可达±115%。进入20世待测压力值。纪90年代,更多光纤压力传感器进入商品化阶段,1.1.1微弯型精度和灵敏度也不断增加,如采用光纤法布里2珀目前最常用的微弯
8、式压力传感器原理图如图罗干涉法的光纤压力传感器,它的精度达到±1所示[4],微弯结构由一对机械周期为+0的齿形[2]110%,线性度达到±015%。板组成,敏感光纤从齿形板中间穿过,在齿形板的目前整个光纤传感器市场年成交额超过10亿作用力F下产生周期性的弯曲。当齿形板受外部美金,并预计将于2010年拥有超过50亿美金的市扰动时,光纤的微弯程度随之变化,从而导致输出[3]场,光纤压力传感器也会随之得到
