光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究

文庆珍; 朱金华; 李桂年; 黄俊斌; 余超

doi:10.14188/j.1671-8836.2012.05.006

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光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究

物理学 | 更新时间：2021-04-02

- 光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究
- The Experimental Study and Structural Design of Fiber Grating Pressure Sensor for Pressure Sensitivity Enhancement
- 武汉大学学报（理学版） 2012年58卷第5期页码：411-414
- 作者机构：
  
  1. 海军工程大学理学院
  2. 湘潭电机结构件工艺所
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国防预研基金项目（51402030205JB11）
- DOI：10.14188/j.1671-8836.2012.05.006
  中图分类号： TP212.14
- 纸质出版日期：2012-05-01，
- 稿件说明：
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[1]文庆珍,朱金华,李桂年,黄俊斌,余超.光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究[J].武汉大学学报(理学版),2012,58(05):411-414.

WEN QINGZHEN1, ZHU JINHUA1, LI GUINIAN2, et al. The Experimental Study and Structural Design of Fiber Grating Pressure Sensor for Pressure Sensitivity Enhancement. [J]. 2012, 58(5): 411-414.
[1]文庆珍,朱金华,李桂年,黄俊斌,余超.光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究[J].武汉大学学报(理学版),2012,58(05):411-414. DOI： 10.14188/j.1671-8836.2012.05.006.

WEN QINGZHEN1, ZHU JINHUA1, LI GUINIAN2, et al. The Experimental Study and Structural Design of Fiber Grating Pressure Sensor for Pressure Sensitivity Enhancement. [J]. 2012, 58(5): 411-414. DOI： 10.14188/j.1671-8836.2012.05.006.

摘要

基于金属圆筒和高分子材料封装对光纤光栅的应力响应的增敏作用

设计了一种新的光纤光栅传感器结构

推导出了该传感器的压力增敏的数学模型

给出了该传感器的压力灵敏度系数与封装高分子材料参数和结构尺寸参数之间的数学表达式

通过实验测出其压力灵敏度为-5.02×10-3/MPa

比裸光纤光栅的压力灵敏度（-2.78×10-6/MPa）提高了1 800倍.对于这种基于金属圆筒和高分子材料封装结构的应力增敏模型

通过调节金属圆筒的尺寸、高分子材料的直径、杨氏弹性模量、泊松比等参数可方便地改变和调整传感器的压力灵敏度

以适应不同的场合.

Abstract

Based on effect of FBG stress sensitivity enhancement by encapsulating the FBG with polymer and metal cylinder

a novel high-sensitivity FBG pressure sensor structure was designed and its mathematical model for calculating the pressure sensitivity was established.The experimental pressure sensitivity coefficient of the sensor（Kp） is-5.02×10-3/MPa

which is 1 800 times of that of the bare FBG.The pressure sensitivity coefficient can be enhanced by properly selecting the size of metal cylinder and the parameters of the polymer such as the Yong’ modulus and Poisson’ ratio.

关键词

光纤光栅聚合物封装应力增敏压力灵敏度

Keywords

fiber gratingpolymer packagestress sensitivity enhancementpressure sensitivity

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