仪器仪表学报

作者：姚建南，刘志成，钟年丙，何雪丰，张天恒

单位：姚建南,1. 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心,,刘志成,1. 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心,,钟年丙,1. 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心,,何雪丰,1. 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心,,张天恒,2. 重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,

关键词：液位;液压;光纤Bragg光栅;传感器;准确测量;灵敏度

基金：国家自然科学基金面上项目(52176178)、重庆市高校创新研究群体项目(CXQT21035)、重庆市自然科学基金创新发展联合基金(CSTB2022NSCQ-LZX0059)、重庆理工大学研究生创新项目(gzlcx20222032)资助

为了实现液位液压及温度三参数同时准确检测,本文首先采用光纤Bragg光栅(FBG)、弹性隔膜、微腔、FBG固定板及导气管构建了光纤隔膜传感器,搭建了测量系统。其次,建立了传感器测量理论模型,实验研究了传感器对液位、液压及温度的响应特性。最后,为了研究传感器对外界环境变化的抗干扰能力,实验研究了温度、倾角和液位动态变化速率对液位及液压测量结果产生的影响。研究结果表明:当液位变化速率为10~100cm/min、传感器倾斜角度在-30°~30°范围、温度在20℃~60℃范围时,传感器输出信号与液位0~220cm及液压0~22kPa间具有线性关系,液位及液压测量结果不受液位变化速率、传感器倾角及温度变化的影响;传感器液位、液压及温度灵敏度分别为35.16pm/cm、359.46pm/kPa和10.07pm/℃,最大相对误差为5.6%。

来源：2023年第2期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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