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《2019中国自动化大会(CAC2019)论文集》2019年
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基于高双折射特性光子晶体光纤的压力传感器研究

张瀚  吕辅勇  曹合心  赵伟时  李雪峰  
【摘要】:本论文提出了一种基于偏振调制的新型光纤压力传感器(Optical Fiber Pressure Sensors,OFPS)结构,使用高双折射光子晶体光纤(Highly Birefringent Photonic Crystal Fiber, HB-PCF)构建敏感单元,实现气相或液相介质内部压强的测量。通过有限元方法分析了外部压强变化诱发HB-PCF快慢轴偏振态双折射度变化的规律;建立了基于偏振调制的OFPS的理论模型,推导了该模型的偏振调制输出光强方程;最后制作完成了基于NKT Photonics公司PM-1550-01型光纤的OFPS和压力测试平台,实现了对0-30 MPa范围的外部压强测试,实验结果与仿真数据呈现非常良好的一致性。研究结果表明,本论文提出的OFPS及其检测技术具有制作工艺简单、体积小,抗干扰能力强等优点,可广泛应用于压力测量和结构健康监测等领域。

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