基于L型悬臂梁的膜片式FBG压力传感器
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作者:
作者单位:

(1.武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室,湖北 武汉 430070; 2.湖北工程学院 机 械工程学院,湖北 孝感 432000)

作者简介:

梁磊(1963-),男,湖北荆州人,博士,博士 生导师,主要从事光纤光栅传感方面研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

湖北省科技专项重大项目(2016AAA008)和广东省中山市科技计划项目(2015A 2028)资助项目 (1.武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室,湖北 武汉 430070; 2.湖北工程学院 机械工程学院,湖北 孝感 432000)


A diaphragm FBG pressure sensor based on L-shaped cantilever structure
Author:
Affiliation:

(1.National Engineering Laboratory of Fiber Sensing Technology,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China; 2.School of Mechanical Engineering,Hubei Engin eering University,Xiaogan 432000,China)

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    摘要:

    为满足油气管道压力测量需求,本文提出并研究 了一种使用膜片和L型悬臂梁作为压力转换单元的 光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器。基于传感器的结构模型,通过理论计算对传感器灵敏 度和温度自补 偿效应进行了分析,并利用有限元法分析了传感器的静态和动态特性。实验结果表明,在0-2MPa范 围内,该传感器的压力灵敏度为1185.621pm/M Pa,相关系数达到 0.999,在0-80 ℃温 度范围内温 度灵敏度相关系数达到0.999以上,能有效消除温度交叉敏感。且具 有良好的可靠性,这种FBG压力传感器可广泛用于油气管道压力的长期准分布在线监测。

    Abstract:

    In order to meet the pressure measurement needs of oil and gas pipelin es, this paper presents and studies a fiber Bragg grating (FBG) pressure sensor which uses a di aphragm and a L-shaped cantilever as a sensing unit. According to the structure model of the pressure sensor, the se nsor sensitivity and temperature compensation effect are analyzed by theoretical calculation,the static and dynamic characteristics of the sensor are analyzed by finite element method. Exp erimental results show that the sensitivity of the sensor is 1185.621pm/MPa,an d the correlation coefficient reaches 0.99983in the pressure range of 0-2MPa. Furtherm ore,the correlation coefficient reaches above 0.999in the temperature range of 0-80℃,and the sensor can effectively eliminate the temperature cross-sensitivity. And with good reliabil ity,this FBG pressure sensor can be widely used in the quasi-distributed long-term online monitoring of the pressu re of oil and gas pipelines.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

梁磊,冯坤,朱振华,徐刚.基于L型悬臂梁的膜片式FBG压力传感器[J].光电子激光,2018,29(9):938~943

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  • 收稿日期:2018-01-03
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  • 在线发布日期: 2018-10-09
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