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

1.北京信息科技大学;2.北京强度环境研究所

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TN253????????????????

基金项目:

国家自然科学(Grant No.52105540),高等学校学科创新引智计划项目(Grant No.D17021),北京市自然基金-市教委联合(KZ201911232044)


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

1.Beijing Institute of Intensity Environment;2.Beijing Informat Sci &3.Technol Univ

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    摘要:

    本文提出了一种基于单模-多模-单模光纤干涉结构级联光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating, 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,构成单模-多模-单模光纤干涉结构,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-2.31pm/με和1.22pm/με,线性度分别达到0.9992和0.9994;在580~700℃温度范围内,单模-多模-单模干涉结构和FBG的温度灵敏度分别为58.79pm/℃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:

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

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  • 收稿日期:2023-01-05
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  • 录用日期:2023-01-19
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