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主營(yíng)產(chǎn)品： 美國(guó)E E傳感器,美國(guó)E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時(shí)間：2016-12-26 17:07:54瀏覽次數(shù)：777
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高靈敏度光子晶體光纖E+E壓力傳感器研究
光纖傳感技術(shù)是以光纖為傳導(dǎo)媒質(zhì),光波為傳輸信號(hào)的載體,通過(guò)測(cè)量外界擾引起的光信號(hào)變化,感知外界各物理量變化的新型傳感技術(shù)。傳統(tǒng)電學(xué)傳感器擁有易解調(diào)、價(jià)格便宜以及穩(wěn)定性好等特點(diǎn),但是這類傳感器不能夠在環(huán)境比較惡劣的情況下正常工作,而光纖傳感器能夠克服難題。光纖傳感器具有體積小,不受電磁擾,靈敏度高,壽命長(zhǎng),尤其是在高溫、易燃易爆、高壓、強(qiáng)電磁擾的情況下正常工作。
高靈敏度光子晶體光纖E+E壓力傳感器研究
光纖E+E壓力傳感器主要是對(duì)外界壓力進(jìn)行即時(shí)的測(cè)量,這也是在傳感領(lǐng)域中比較常用到的一種傳感器。傳統(tǒng)的光纖E+E壓力傳感器普遍存在靈敏度不高的問(wèn)題,監(jiān)測(cè)效果并不理想。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)光纖是實(shí)芯的結(jié)構(gòu),且石英材料的楊氏模量很大,在壓力作用下光纖形變非常小,造成了E+E壓力傳感器不靈敏的結(jié)果。而隨著光纖制造工藝的成熟,光子晶體光纖(Photonic-crystal fiber,PCF)有著可靈活設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和新穎的傳輸特性,成為了傳感領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在本文中我們提出了兩種基于光子晶體光纖制作高靈敏度光纖E+E壓力傳感器的方法。首先,選擇性地對(duì)光子晶體光纖進(jìn)行填充高折射率液體,從而制作成光纖E+E壓力傳感器,并利用石英玻璃和液體之間力學(xué)屬性的差異獲得高壓力靈敏度。第二,熔接簡(jiǎn)化空芯微結(jié)構(gòu)光纖與單模光纖制作法布里-珀羅涉型E+E壓力傳感器,通過(guò)用氫氟酸腐蝕簡(jiǎn)化空芯微結(jié)構(gòu)光纖的外徑的包層厚度來(lái)提高傳感器的壓力靈敏度。本內(nèi)容如下:闡述了光纖傳感器的基本工作原理及光子晶體光纖的傳輸特性,就如何利用光子晶體光纖在結(jié)構(gòu)和光學(xué)上的特點(diǎn)來(lái)提升光纖傳感器的性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。針對(duì)石英材料在壓力作用下形變小的問(wèn)題,為了進(jìn)一步提高傳感器的壓力靈敏度,提出了液體選擇性填充的光子晶體光纖傳感器,這主要是利用液體和固體具有不同的壓力特性,在受到壓力作用下兩種物質(zhì)的折射率變化不同,這導(dǎo)致了液體與光纖耦合波長(zhǎng)發(fā)生漂移,增強(qiáng)了傳感器的力學(xué)特性。與裸光纖布喇格光柵E+E壓力傳感器相比,其壓力靈敏度增加了207倍,達(dá)到-0.621nm/MPa。提出了一種壓力增敏的方法,用氫氟酸腐蝕光子晶體光纖的外包層,通過(guò)減小外包層的厚度,削弱了石英材料的楊氏模量的影響,這一結(jié)構(gòu)能夠有效地增大外界壓力對(duì)法布里珀羅腔長(zhǎng)度的變化的影響,從而達(dá)到了增敏的效果。
高靈敏度光子晶體光纖E+E壓力傳感器研究
通過(guò)對(duì)光子晶體光纖外包層厚度的優(yōu)化,壓力靈敏度由-17.5pm/MPa提升到了-32pm/MPa,幾乎提升了2倍,與此同時(shí)溫度靈敏度基本不發(fā)生變化,這種方法在提升壓力靈敏度的同時(shí),有效降低了溫度交叉敏感性。對(duì)論文成果進(jìn)行總結(jié),歸納了研究工作的創(chuàng)新點(diǎn),并對(duì)未來(lái)研究進(jìn)行了展望。
