双套管式光纤Bragg光栅温度传感器的仿真设计与研制  

Simulation design and development of double thimble type fiber Bragg grating temperature sensor

作　　者：陈兴毕 许晓平[1] 李英娜[1] 赵振刚[1] 谢涛[1] 李川[1] 

机构地区：[1]昆明理工大学信息工程与自动化学院,昆明650500

出　　处：《光学技术》2015年第3期208-211,共4页Optical Technique

基　　金：国家自然科学基金项目(KKGD201203004);云南省应用基础研究计划项目(2013FZ021);昆明理工大学人才培养基金资助项目(KKSY201303044)

摘　　要：光纤传感器测量温度变化时为消除外加应力应变对温度产生的影响,设计了双套管式光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器,双层结构用来隔离外加应力应变。对温度传感器建立平衡态模型,并进行有限元热分析,仿真结果分析表明,当温度从20℃跃变到70℃、70℃跃变到20℃时,温度响应时间分别为t0.9=50±1s、t0.9=60±1s。并与水浴法测温实验结果(t0.9=52s、t0.9=63s,灵敏度为9.8410-3nm/℃,线性度为99.88%)相比较,时间偏差小于3s。In order to eliminate the influence of applied stress and strain for the temperature,the double thimble type FBG temperature sensor is designed.A double-layer structure is used to isolate the effect of external stress and strain.The equilibrium model of the temperature sensor is established and analyzed by finite element thermal analysis.Simulation results show that when the temperature from 20℃jump to 70℃,70℃ sharp decline to 20℃,temperature response time is t0.9=50±1sand t0.9=60＋1s.And the water bath temperature results（t0.9=52s,t0.9=63s,sensitivity is 9.84×10^-3nm/℃,linearity is 99.88%）are compared,time deviation is less then 3s.

关 键 词：光学测量 温度传感器 光纤BRAGG光栅 双套管式 温度响应时间 

分 类 号：TP212.11[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]