基于SMS-FBG结构的温度应变双参数传感特性研究
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 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, 北京 100016;2. 北京信息科技大学 光纤传感与系统北京实验室, 北京 100016;3. 北京强度环境研究所, 北京 100076)

作者简介:

张 琪(1996-),男,山东省潍坊市人,硕士研究生,主要研究方向为光纤传感系统;

通讯作者:

中图分类号:

TN253

基金项目:

国家自然科学基金项目(52105540);高等学校学科创新引智计划项目(D17021);北京市自然基金-市教委联合基金项目(KZ201911232044).*通信作者:何巍 E-mail:gregg1986@sina.com


Research on Temperature Strain Dual-parameters Sensing Characteristics Based on SMS-FBG Structure
Author:
Affiliation:

(1. Beijing Informat Sci. & Technol. Univ., Key Lab. Minist. Educ. Optoelect. Measurement Technol., Beijing 100016, CHN;2. Beijing Informat Sci. & Technol. Univ., Beijing Lab. Opt. Fiber Sensing & Syst., Beijing 100016, CHN;3. Beijing Institute of Intensity Environment, Beijing 100076, CHN)

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    摘要:

    提出了一种基于单模-多模-单模(SMS)光纤干涉结构级联光纤布拉格光栅(FBG)的光纤微结构温度应变双参数测量传感器,并对其应变特性、温度特性进行了实验研究。通过采用光纤熔接手段将长度为35.5mm的多模光纤熔接在两段单模光纤之间,构成SMS光纤干涉结构,并通过级联FBG制成温度应变双参数测量传感器。结果证明,在200~2000με应变范围内,单模-多模-单模干涉结构和FBG的应变灵敏度分别为-2.31和1.22pm/με,线性度分别达到0.9992和0.9994;在580~700℃温度范围内,其温度灵敏度分别为58.79和13.64pm/℃,线性度分别达到0.9967和0.9982,可实现温度、应变双参数的同时测量。

    Abstract:

    A fiber micro structure temperature strain dual parameter measurement sensor based on singlemode-multimode-singlemode (SMS) optical fiber interference structure cascaded fiber Bragg grating (FBG) is proposed. Its strain characteristics and temperature characteristics were experimentally studied. The multimode optical fiber with a length of 35.5mm was fused between two singlemode optical fibers by means of optical fiber fusion to form a singlemode-multimode-singlemode optical fiber interference structure, and a temperature strain dual parameter measurement sensor was made by cascading FBGs. The results show that, in the strain range of 200~2000με, the strain sensitivity of singlemode-multimode-singlemode interference structure and FBG is -2.31 and 1.22pm/με respectively, and the linearity is 0.9992 and 0.9994 respectively. In the temperature range of 580~700℃, the temperature sensitivity of singlemode-multimode-singlemode interference structure and FBG is 58.79 and 13.64pm/℃ respectively, and the linearity reaches 0.9967 and 0.9982 respectively, which can realize simultaneous measurement of temperature and strain parameters.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张琪,何巍,刘砚涛,张钰民,李智翰,陈欣祎.基于SMS-FBG结构的温度应变双参数传感特性研究[J].半导体光电,2023,44(2):215-221. ZHANG Qi, HE Wei, LIU Yantao, ZHANG Yumin, LI Zhihan, CHEN Xinyi. Research on Temperature Strain Dual-parameters Sensing Characteristics Based on SMS-FBG Structure[J].,2023,44(2):215-221.

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  • 收稿日期:2023-01-05
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