光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势.pdf

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1、第39卷第1期光学仪器V01．39，No．12017年2月OPTICALINSTRUMENTSFebruary，2017文章编号：1005—5630(2017)01—0088—07光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势林剑涛，曹晓峰，祝睿雪，周俐娜，(中国地质大学(武汉)数学与物理学院，湖北武汉程永进430074)摘要：由于在灵敏度、绝缘性、抗腐蚀和分布式测量等方面具有优势，光纤光栅压力传感器在能源化工、航空航天和土木工程等领域中逐渐地受到人们关注，并成为研究热点。通过综述近年来迅速发展的光纤光栅压力传感器的研究进展，介绍了利用光纤布拉

2、格光栅(H3G)轴向应变构建压力传感N的_r--作原理、结构和特点，并按照光纤光栅安装方式对此类压力传感器进行了分类，同时概述了光纤光栅横向压力传感的实验研究，并对光纤光栅压力传感器的发展趋势进行了述评。关键词：光纤光栅；压力；横向压力；传感器中图分类号：TN253文献标志码：Adoi：10．3969／j．issm1005—5630．2017．01．015ResearchprogressesanddevelopingtrendsofopticalfibergratingpressuresensorLINJiantao，CAOXiao

3、feng，ZHURuixue，ZHOULina，CHENGYongjin(SchoolofMathematicsandPhysics，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China)Abstract：Duetoitsadvantagesinsensitivity，insulativity，resistancetocorrosionanddistributedmeasurement，fiberBragggrating(FBG)一basedpressuresensorhasgradually

4、beenattractedinterestsandbecomesaresearchhotspotinthefieldssuchaspetrochemical，aerospaceandcivilengineering．Thispaperreviewstheresearchprogressesofopticalfibergratingpressuresensor，whichrapidlydevelopsinrecentyears．Firstlyitintroduceshowthepressuresensorsarebuiltbyusin

5、gtheaxialstrainoffiberBragggratingandtheirprinciple，structureandcharacteristics．Thiskindofpressuresensorsareclassifiedaccordingtotheinstallationmethodsoffibergratings．Secondlytheexperimentalstudyonfibergratingtransversepressuresensingissummarized．Finallythedevelopingtr

6、endoffibergratingpressuresensoriScommented．Keywords：opticalfibergrating；pressure；transversepressure；sensor引言光纤光栅是一种非常重要的光纤无源器件，它具有径细质轻、电绝缘性好、抗腐蚀和抗电磁干扰性强等优点，易实现分布式监测，适合在复杂恶劣的环境下工作，通过对传感器结构设计和封装工艺选择可实收稿日期：基金项目：作者简介：通信作者：2016—06一04国家自然科学基金(41230637、11504338、41472265)林剑涛(1

7、993一)，男，硕士研究生，主要从事光电检测与控制技术方面的研究。E-mail：litcug@outlookcom程永进(1959一)，男，教授，主要从事光学、光电检测与控制技术方面的研究。E-mail：yjcheng@cug．edu．cn第1期林剑涛，等：光纤光栅压力传感器的研究进展与趋势·89·现对压力、温度、流量、加速度等物理量的测量，已广泛地应用于能源化工、航空航天、大型土木工程等领域。对于压力的测量是近十年来光纤光栅传感技术发展的热点之一，1993年Xu等首次采用裸光纤光栅进行压力传感特性研究，发现在70MPa高压下，其压

8、力灵敏度系数仅为一1．98×10-6MPal[1]。二十多年来光纤光栅压力传感器的研究和发展非常迅速，国内外学者先后提出了多种设计方案[2。5]，开展了大量理论和实验研究[6。1‘，涉及的应用领域非常广泛。本文从光纤光栅纵向应变压力传