非本征光纤珐珀传感器及其解调研究

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近年来,光纤传感器因其绝缘性好、灵敏度高、不受电磁干扰等优点在众多领域得到发展应用。在众多种类的光纤传感器中,非本征珐珀传感器因其本身结构简单、体积小且波长变化范围较广,在光纤传感领域得到较为广泛的应用。目前,非本征珐珀传感器已然成为国内外传感技术的研究热点。本文对非本征光纤珐珀传感器及其解调进行了深入研究。首先简述光纤珐珀传感器的研究现状,并对其分类以及应用状况进行介绍;然后分析本文主要研究对象EFPI光纤传感器的干涉原理、压力传感机理和温度传感机理,对EFPI的解调方法进行详细的叙述,提出采用Comsol软件对EFPI传感器进行结构和受力实验仿真,仿真结果表明,对EFPI光纤传感器施加载荷,其中间部位受力最大,不同载荷下波峰对压力的应变灵敏度会发生变化;其次,重点介绍EFPI光纤传感器的制备及解调实验。阐述传统EFPI光纤传感器的制作过程并利用Matlab对其干涉谱进行二次绘图,采用Matlab函数进行极值判断,多峰法进行腔长解调,利用格拉布斯准则将有误差的腔长剔除,再通过压力加载实验研究EFPI传感器的横向负载特性,实验结果表明,EFPI光纤传感器的腔长随着压力的增加而增长,且增长的大小与仿真结果一致;最后提出EFPI/FBG串联复用结构,分析复用原理并进行复用传感实验,证实EFPI/FBG串联复用传感器能够同时测量温度和应变,实现温度自补偿。
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