作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光纤传感研究所光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
研究了面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器,通过建立有限元数值模型对传感器满量程腔长变化量进行分析。数值仿真显示,有限元模型的满量程腔长变化量处于固支模型和简支模型之间,且随着法布里-珀罗腔半径的减小和硅膜片厚度的增加而偏离固支模型。引入固支边界条件偏离度β对偏离程度进行量化分析。制作了三种不同规格的传感器进行压力实验研究。实验结果显示,实际测量得到的传感器芯片满量程腔长变化量与有限元数值计算的结果基本吻合,使用该有限元模型设计传感器芯片可将满量程腔长变化量误差降低到13.4%以下。传感器最大量程达到105 MPa,满量程测量精度均优于0.100%。
光纤光学 光纤传感器 高压传感器 有限元仿真 法布里-珀罗腔 海洋应用 
光学学报
2017, 37(2): 0206001
作者单位
摘要
1 西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室,陕西 西安 710049
2 新疆交通职业技术学院 汽车与机电工程学院,新疆 乌鲁木齐 831401
3 陕西省计量科学研究院,陕西 西安 710048
采用自增强技术与硅压阻效应研制了超高压力传感器,该传感器能够消除封装残余应力的影响并保证其在进行大量程压力测量时具有较高的灵敏度输出。该传感器的弹性元件为圆筒结构的高强度弹簧钢,敏感元件为平膜倒杯式硅压阻芯片。传感器工作时,超高压力作用在圆筒结构的金属弹性元件使其发生轴向位移,该位移量通过弹性元件顶端的传递杆施加到周边固支的硅压阻芯片上,使置于此处的4个电阻条阻值发生线性变化,从而输出与被测压力成正比的电压值。在研究弹性元件在1 000 MPa超高压力下的工作性能时,理论与仿真相结合研究了弹性元件的承载强度,确定采用自增强处理技术提高弹性元件的承载能力。最后,对封装好的传感器静态性能进行了标定实验。实验结果表明,该传感器能够承受1 000 MPa以上的工作压力,线性度为0.52%,满足工业领域的应用需求。
超高压力传感器 自增强技术 压阻效应 微机电系统 圆筒结构 ultra-high pressure sensor autofrettage technology piezoresistive effect Micro-electronic-mechanic System(MEMS) cylinder structure 
光学 精密工程
2013, 21(12): 3152
作者单位
摘要
1 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200030
2 路科锐威科技有限公司, 北京 100085
介绍并制作了一种光纤光栅高温高压传感器,它由三种金属管组成,中央的弹性金属管将液体的压力转换为管子的机械伸长,周围金属管的长度只随温度变化。光纤光栅的两端分别固定在中央管及周围管的末端,随着压力管内液体压力的增加,光栅的中心波长随之增加,实现了对液压的传感。对该传感器的温度补偿进行了分析,设计了具有相同温度系数的压力传感光栅与温度传感光栅。并对传感器进行了高压实验和高温、高湿存储实验。结果表明,这种压力传感器在0~50 MPa之间灵敏度为31.7 pm/MPa。经过200 ℃高温存储16 h,及100 ℃沸水浸泡6 h,波长没有观察到明显衰退现象。
测量 光纤光栅 高压传感器 压力灵敏度 融变 
中国激光
2006, 33(9): 1243

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