美研制在极端条件下使用的光学压力传感器

2009年12月30日 08:12    老郭
关键词: 光学 , 极端 , 条件 , 压力传感器 , 研制
美国科学家研发出一种可以在极端条件下使用的新型光学压力传感器。这种光纤传感器不但可以测量高达1800万帕的压力,将感测头放进-196°C的液态氮中或者加热到538°C,性能也不会有明显改变。

这种传感器的概念来自于密西西比大学检测仪器和分析实验室(DIAL)的ChujiWang和SusanScherrer,他们将有名的“腔环降光谱法”(cavityring-downspectroscopy,CRDS)技术应用在光纤传感器上,制造出一个名为"fiber ring down sensor"的仪器。其操作关键在于光脉冲的衰减时间强烈取决于在光纤环所造成的衰减,因此任何造成光纤传输改变的现象如外部的压迫(压力),都可藉由监控衰减时间而加以测量。Wang表示这种新传感器具有许多优于布拉格光纤(FBGs)和光纤Fabry-Perot干涉仪(FPPI)之处,并认为这个新设计可以带动全新一代的物理传感器。

这种传感器是由两个相同的2×1光纤耦合器(99:1分路比例)及和一种标准单模光纤(Corning SMF-28)所连接,构成65M的长回路。研究员人将一个波长1650nm的脉冲经由一个耦合器射入回路;该脉冲每在环内绕行一圈,强度就会略微减弱,其衰减时间及强度则由另一个耦合器连续加以监控。实验上对一段8mm长的光纤传感器施加重量的结果显示,该传感器可以测量高达1800万帕的压力。如果把保护层(Jacket)去掉,虽会降低它的感测范围,可是能增加其灵敏度。
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