仪器仪表学报

作者：张 雯，熊 洁，李昊业，韩 静，祝连庆

单位：张 雯,1. 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室，2. 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,,熊 洁,1. 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室，2. 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,,李昊业,1. 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室，2. 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,,韩 静,3. 首都医科大学附属北京天坛医院,,祝连庆,1. 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室，2. 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室,

关键词：光纤传感;多光束干涉;法布里-珀罗探针;脉动微压传感

基金：北京市自然科学基金（4202027）、国家自然科学基金（61801030,62003346）、高等学校学科创新引智计划（D17021）项目资助

本文提出一种面向脉动微压传感的多光束干涉光纤法布里-珀罗(FP)探针。建立探针多光束干涉波长漂移与微压传感模型,分析其在气、液相环境中微压灵敏度差异。采用化学腐蚀、放电熔接、精密切割技术制备光纤探针器件。利用医用注射器、透明柔性软管、石英插芯构建微压测试环境,通过有限元仿真分析测试环境内部压强分布情况,在气相环境压强范围14.41~85.22kPa、液相环境压强范围4.50~26.02kPa的测试条件下,对3支光纤探针微压传感特性进行分析。实验结果表明,气、液相环境中,探针波长均随压强增大发生红移现象,反之,发生蓝移现象;气相环境探针平均微压灵敏度可达8.210pm·kPa-1,液相环境探针平均微压灵敏度可达66.720pm·kPa-1,高于气相环境,与理论模型相符。选取气、液相环境中微压灵敏度最高的光纤探针进行液相脉动微压传感特性研究。实验结果表明,5个脉动周期内探针波长响应良好,且重复性误差较小。本文提出的光纤探针结构紧凑,易于制备,灵敏度高,可实现1Hz频率范围内的脉动微压传感,为液相环境脉动微压传感提供了重要的参考价值。

来源：2022年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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