基于SU-8光刻膠的光纖加速度傳感器的研究.pdf

1、目前越來(lái)越多的工業(yè)應(yīng)用，特別是一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如橋梁建筑的結(jié)構(gòu)檢測(cè)系統(tǒng)、交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、石油勘探的地震檢波系統(tǒng)、以及航空航天的制導(dǎo)系統(tǒng)等，急需一種具有抗電磁干擾、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、復(fù)用性強(qiáng)的高性能加速度傳感裝置?；诠饫w傳感技術(shù)的加速度計(jì)以其高靈敏度、體積小、易復(fù)用、抗電磁干擾等特點(diǎn)成為工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)的研究熱點(diǎn)。本文研究的光纖加速度傳感器是對(duì)現(xiàn)有的加速度傳感技術(shù)的補(bǔ)充和提高，滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量需求，期望解決加速度傳感器向微型化和批

2、量化生產(chǎn)時(shí)遇到的困難，為研發(fā)出在石油化工、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的新型壓力、溫度、應(yīng)變、振動(dòng)、液位和流速等光纖傳感器提供理論依據(jù)和仿真證明。
　　研究并設(shè)計(jì)了基于SU-8光刻膠的光纖法布里-珀羅加速度傳感器?；赟U-8膠的高深寬比加工技術(shù)，設(shè)計(jì)了對(duì)加速度敏感的懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)。理論推導(dǎo)了加速度與懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的撓度、法布里-珀羅干涉光強(qiáng)之間的關(guān)系，得到了簡(jiǎn)化的計(jì)算公式。討論了傳感靈敏度、固有頻率、阻尼等主要因素的影響。提出

3、了“卍”字型懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，分析并確定了結(jié)構(gòu)的參數(shù)。探索了傳感器的制作工藝流程。仿真的結(jié)果與理論分析吻合，結(jié)果表明“卍”字型結(jié)構(gòu)的光纖加速度傳感器能夠大幅提高靈敏度，低頻響應(yīng)非常突出，可應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量等應(yīng)用中。
　　提出了一種基于空心光纖的法布里-珀羅加速度傳感器。采用商用單模光纖和空心光纖制作傳感器，取材方便。基于法布里-珀羅多光束干涉原理和加速度傳感原理，推導(dǎo)了法布里-珀羅腔的長(zhǎng)度、