波紋膜片式Fabry-Perot壓力傳感器的研究.pdf

1、光纖壓力傳感器具有抗輻射、抗電磁干擾、靈敏度高、精度好、便于形成網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，適合用于工程建設(shè)，石油鉆井，大型變電設(shè)備等高輻射、高電磁干擾、高溫高壓等極端環(huán)境中。傳感器的多功能、高靈敏度和批量生產(chǎn)能力已是工業(yè)安全和國(guó)防建設(shè)的迫切需求。本課題的研究工作是對(duì)現(xiàn)有的壓力傳感器技術(shù)的提高和補(bǔ)充，制作出能夠滿足科學(xué)研究和生產(chǎn)需求，有望解決傳感器批量生產(chǎn)時(shí)遇到的問題，制作成本低，適用于強(qiáng)電磁干擾、易燃易爆等惡劣環(huán)境的壓力傳感器。
　　設(shè)計(jì)并研制

2、了波紋膜片式光纖法布里—珀羅壓力傳感器。詳細(xì)闡述了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作方式。采用耐腐蝕、耐高溫的316L不銹鋼作為波紋膜與法蘭盤的制備材料，有效的降低了由于構(gòu)成傳感器的材料熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。運(yùn)用Coventor Ware仿真軟件對(duì)波紋膜片進(jìn)行了力學(xué)結(jié)構(gòu)的仿真從而對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。傳感器的設(shè)計(jì)巧妙地運(yùn)用了光纖法蘭盤，保證了光纖端面與敏感膜的平行，從而形成高質(zhì)量的法布里—珀羅干涉腔。該結(jié)構(gòu)也有利于初始腔長(zhǎng)的穩(wěn)定，減小了傳感

3、器誤差。
　　用基于傅里葉變換的相位法解調(diào)傳感器，對(duì)其壓力特性進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在0～0.1MPa的壓力范圍內(nèi)，傳感器線具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性，遲滯性誤差為1.46％，線性度擬合度為99.61％，靈敏度達(dá)到了1.08μm/KPa，分辨率為0.000001MPa。
　　對(duì)制作的波紋膜片式法布里-珀羅壓力傳感器進(jìn)行溫度敏感性測(cè)試，并對(duì)引起傳感器溫度敏感的原因進(jìn)行了分析，溫度變化范圍為在0～60℃，采用環(huán)氧樹脂膠制