基于腰椎放大熔接的FBG热线式风力计.pdfVIP

2015年 第34卷 第 lO期 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 57 DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)10--0057--03 基于腰椎放大熔接的FBG热线式风力计 赵学芳，王新淮，董新永 (中国计量学院光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018) 摘 要：提出了一种基于腰椎放大熔接和光纤 Bragg光栅 (FBG)的热线式风力计，传感结构由表面镀金 属银膜的FBG和腰椎放大光纤熔接点构成。腰椎放大熔接点将高功率的泵浦激光由纤芯耦合到光纤包 层 ，被镀银膜吸收产生热量，从而使FBG的温度升高。当气流经FBG时，部分热量会被带走 ，导致 FBG的 温度降低。FBG的中心波长随温度的变化而变化 ，因此 ，通过测量FBG波长的漂移即可以测得气流速度。 实验结果表明：此FBG热线式风力计的测量范围为0一l3．7m／s，灵敏度和分辨率分别可达 1．0rim／(m／s) 和 0．001m／s。 关键词：热线式风力计 ；光纤Bragg光栅；腰椎放大熔接点；光纤传感 中图分类号：0431．1 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2o15)10--0057--03 FBG hot-wireanemometerbasedon incorporatingwith waist-enlargedfiberbitaper ZHAO Xue—fang，WANG Xin-huai，DONG Xin—yong (CollegeofOpticalandElectronicTechnology，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China) Abstract：Ahot—wireanemometerbasedonasilver—coatedfiberBragggrating(FBG)incorporatingwithawaist— enlargedfiberbitaperisproposed．Thewaist—enlargedfiberbitapercouplesthelightfrom apumplaserpropagating alongthefiberintothefibercladding，the lightisabsorbedbysilverfilm and generateheat，whichincreases temperatureoftheFBG．Airflow COOLSdowntheFBG andshiftstheBraggwavelengthtoshorterwavelength．FBG wavelengthshiftswiththechangeoftemperature．Anemometeristhereforerealizedbymonitoringthewavelength changesoftheFBG．Experimentalresultsshowthatthemeasurementrangeis0～13．7m／s，thesensitivityisupto 1．0nm／(m／s)andresolutionis0．001rn／s． Keywords：hot—wireanemometers；fiberBragggratings(FBG)；waist—enlargedfiberbitapers；opticalfibersen— sing 0 引 言 直径要小，因此，当光从多模光纤传输至单模光纤 中时 ，其 近几年，光纤传感器因其独特的优势，如抗电磁干扰能 中大部分的激光将会被耦合到单模光纤的包层中，然后被金 力强、灵敏度