應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器的研究.pdf

1、光纖琺珀傳感器具有體積小、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)可以應(yīng)用于石油井下、航空航天等復(fù)雜的環(huán)境中。本文在157 nm激光器制作光纖琺珀傳感器的基礎(chǔ)之上，提出了兩種MPa量程的壓力傳感器設(shè)計(jì)方案，封裝了傳感器原理樣品，并進(jìn)行了性能測試。
　　本文研究了兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器：
　?。?）首先，提出了基于圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器的封裝方案，用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法和ANSYS軟件研究了周邊固支的圓平膜片在均布?jí)簭?qiáng)下的應(yīng)

2、變特性。最后，用石英片作為彈性膜片，封裝了圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器，測得該傳感器的量程為0 MPa-0.2 MPa，靈敏度為3.17 rad/MPa，線性度為0.999。
　　（2）為了提高圓平膜片結(jié)構(gòu)的壓力傳感器的性能，提出了基于梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器的封裝方案，在彈性圓平膜片尺寸固定的基礎(chǔ)下，用ANSYS軟件對(duì)梁膜結(jié)構(gòu)中梁的尺寸（長、寬、高）采用單一變量法模擬分析得到了梁的最佳尺寸，用不銹鋼材料制作的

3、圓平膜片和梁膜分別作為彈性膜片，封裝了圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器和梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器，測得圓平膜片結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器的量程為0 MPa-1 MPa，靈敏度為1.34 rad/MPa，線性度為0.999；梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器的量程為0 MPa-1.6 MPa，靈敏度為1.038 rad/MPa，線性度為0.999。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，梁膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)變式光纖琺珀壓力傳感器可以改善圓平