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1、應倩雯等:一種基于應力敏感的光纖布拉格光柵流量計10《激光雜志》2017年第38卷第4期LASEＲJOUＲNAL(Vol.38，No.4，2017)一種基于應力敏感的光纖布拉格光柵流量計1112應倩雯，張玲芬，陶衛(wèi)東，胡雪芳(1．寧波大學理學院，浙江寧波315211;)2．寧波大學信息學院，浙江寧波315211摘要:利用光纖布拉格光柵(fiberBragggrating，F(xiàn)BG)對應力敏感，設計了一種流量傳感裝置。置于流體中的靶片感受到流體的沖擊力，使FBG發(fā)生軸向應變，從而引起FBG反射譜發(fā)生變化，可用于一定范圍內
2、對液體流量的實時測量。理論分析和實驗結果顯示Bragg波長改變量與流量呈現(xiàn)良好的平方關系，進行二項式擬－1合，其相關系數(shù)為0.996。該FBG流量計結構簡單，操作方便，在最大流量處的靈敏系數(shù)為5.31L·min/nm，－1－1精度系數(shù)為0.11L·min，測量范圍為0～4.5L·min。關鍵詞:光纖布拉格光柵;傳感器;應力;流量中圖分類號:TN253文獻標識碼:ADOI編碼:10.14016/j．cnki．jgzz.2017.04.010AfiberBragggratingflowmeterbasedonstress
3、change1112YINGQian－wen，ZHANGLing－fen，TAOWei－dong，HUXue－fang(1．FacultyofScience，NingboUniversity，Ningbo315211，China;)2．CollegeofInformation，NingboUniversity，Ningbo315211，ChinaAbstract:AflowsensingdeviceisdesignedusingfiberBragggrating(FBG)stresssensitivity．Theim
4、pactsensedbythetargetplacedinthefluidunderdifferentflowrateleadstoFBGaxialstrainandresultinchangesofFBG’sre-flectionspectrum．Itcouldbeusedonreal－timemeasurementofliquidflowincertainrange．TheoreticalanalysisandexperimentalresultsexplainedagoodsquarerelationofBra
5、ggwavelengthshiftandtheflowrate．Thecorrelationcoeffi-cientis0.996accordingtobinomialfitting．Theflowmeterhassimplestructureandconvenientoperation．Atmaximum－1－1alow，thesensitivityis5.31L·min/nm，theprecisionis0.11L·minandthemeasurementrangeis0～4.5L·－1min．Keywords:
6、fiberBragggrating;sensor;stress;flowrate光纖光柵是近年來出現(xiàn)的一種性能優(yōu)良的光學流量是工業(yè)生產、環(huán)境監(jiān)測、運輸計量中的一個無源器件，具有柔軟性好、精度高、抗電磁干擾強和易非常重要的指標。使用最早、應用最廣的流量計是機于加工等優(yōu)良物理性能。它是利用光纖材料的光敏械式的和電磁式的，但往往會受到環(huán)境、體積的限制，性在光纖纖芯上建立的一種空間周期性折射率分布，有測量誤差較大、易受電磁干擾、使用成本較高、測量其作用在于改變或控制光在光纖中的傳播行為和方范圍小等缺點。FBG流量計則是利用流
7、量的變化使式。其中光纖布拉格光柵(fiberBragggrating，F(xiàn)BG)FBG反射光波長發(fā)生變化，它不受電磁干擾、環(huán)境對對溫度和應力極為敏感，通過檢測FBG反射波長的波長的影響很小、尺寸小、重量輕，使得光纖光柵流量［9－13］變化反映外界溫度和應力的變化，能夠有效地監(jiān)測溫計成為近幾年的研究熱點。目前國內外學者對度、應力、形變等物理量。其工作原理是在滿足相位光纖光柵流量傳感器作了大量研究，但大多結構較匹配的條件下，使共振波長模式之間發(fā)生耦合來達到為復雜，信號提取較為困難。本文提出一種基于應力波長的選擇。光纖光柵傳
8、感器就是依此原理發(fā)展起敏感的光纖布拉格光柵流量計，它是利用FBG對應來的一種波長調制型光學傳感器，光纖光柵傳感技術力敏感設計而成，將圓形靶片置于流體中，感受與流已經被廣泛應用于建筑結構、航空航天以及科學研究體流量成確定關系的水流的沖擊力，引起光纖光柵的等諸多領域，特別適合在易燃易爆等復雜環(huán)境下的實Bragg波長發(fā)生位移，通過測量FBG的波長變化
