基于Fabry-Pérot干扰仪的高灵敏度应变传感器,具有逐渐缩小的毛细血管结构
Optics express
|June 14, 2025
概括
一种新的法布里 - 佩罗干扰仪 (FPI) 应变传感器具有逐渐缩小的毛细血管结构,可提供高灵敏度和低温交叉灵敏度,以进行精确的测量. 这种具有成本效益的传感器非常适合用于结构健康监测应用.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 光纤光学传感 传感器
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 精确的应变测量对于结构健康监测至关重要.
- 现有的传感器经常面临敏感性和温度交叉敏感性的挑战.
- 费布里 - 佩罗干扰仪 (FPI) 为高性能传感应用提供了潜力.
研究的目的:
- 提出和演示一个高灵敏度的应变传感器.
- 为了最大限度地降低温度交叉灵敏度,用于精确的测量.
- 为FPI传感器开发一种具有成本效益的制造方法.
主要方法:
- 制造一个FPI传感器,通过在两个单模纤维之间合一个逐渐渐的毛细体玻璃管.
- 应变反应在0到202.84μm范围内的实验性表征.
- 测量温度灵敏度和30°C至80°C之间的应变温度交叉灵敏度.
主要成果:
- 实现了 32.19 pm/με. 的高应变灵敏度.
- 已证明低温灵敏度为3.26 pm/°C.
- 记录的最小应变-温度交叉灵敏度为0.101 μ/°C.
- 显示出优异的传感器稳定性和可重复性.
结论:
- 拟议的圆毛细血管FPI传感器提供了卓越的应变灵敏度和低温交叉灵敏度.
- 具有成本效益的制造方法使其适合实际实施.
- 传感器显示,在航空航天,民用基础设施和能源系统中,结构健康监测具有很大的潜力.
