壓力測量具有十分重要的意義(yi) ，尤其是對不穩定的氣壓測試，比如渦輪發動機內(nei) 的壓力測量。光纖傳(chuan) 感器相對於(yu) 同類電子傳(chuan) 感器的優(you) 點主要是：體(ti) 積小、抗電磁幹擾和成本低，而這些優(you) 點促使了對光纖壓力傳(chuan) 感器的廣泛研究。光纖法珀傳(chuan) 感器的基本原理是多光束幹涉，自 1897 年法國科學家法布裏和珀羅發明多光束幹涉儀(yi) 以來，漸漸發展成如今眾(zhong) 多種類的法珀傳(chuan) 感器。隨著各種微加工技術的發展，出現了各種微型的光纖法珀傳(chuan) 感器，其中可用於(yu) 航空、油田等測壓領域的微型光纖壓力傳(chuan) 感器得到了高度的重視，現也国产成人在线观看免费网站於(yu) 醫學檢測和生物體(ti) 測量領域。
光纖法珀壓力傳(chuan) 感器基本原理
一、光纖法珀壓力傳(chuan) 感器基本原理
法珀幹涉儀(yi) 是一種典型的多光束幹涉儀(yi) ，當一束與(yu) 平行板呈角度的光射入，會(hui) 在平行板中發生多次反射和折射，這些相同頻率的光會(hui) 發生幹涉，形成多光束幹涉。
光從(cong) 折射率為(wei) n_0的物質中，以角度為(wei) θ_1的入射角進入間隔距離為(wei) d的平行板中，平板中的折射率為(wei) n_1，由此光在板內(nei) 的折射率為(wei) θ_2，在兩(liang) 塊平板間經過多次反射和折射，光程差相同的同頻光會(hui) 發生幹涉。光程差引起的相位差使投射光強和反射光強遵從(cong) 幹涉強度分布的公式，即艾裏公式。測量反射光強可測量d的大小，這就是光纖法珀腔壓力傳(chuan) 感器的基本原理。
而從(cong) 結構上來看，法珀幹涉儀(yi) 的結構如下圖所示：
上圖的結構解釋，G_1和G_2是兩(liang) 塊相互平行的高反膜，間距依然設為(wei) d，反射光強I_R由入射光強I_0、高反膜反射率、相位差、入射光波長和板間物質折射率所決(jue) 定，同樣可以由此得到透射光強。相比與(yu) 原理，光纖法珀腔傳(chuan) 感器的結構更加複雜，受影響的因素更多。
二、光纖法珀傳(chuan) 感器的分類
光纖法珀傳(chuan) 感器自被發明以來，體(ti) 積逐漸減小、国产成人在线观看免费网站領域逐漸擴大。根據一些細微的差異，可將光纖法珀傳(chuan) 感器分為(wei) 以下幾種類別：
線型光纖法珀幹涉儀(yi) 、本征型光纖法珀幹涉儀(yi) 和非本征型光纖法珀幹涉儀(yi) 。
1、線型光纖法珀幹涉儀(yi)
如上圖所示光纖中的一小段用導管代替，中間放入高反膜，但由於(yu) 這種結構對導管的加工要求比較高，在實際的製作過程中存在一定難度，影響成本的控製，所以反而是接下來的兩(liang) 種結構国产成人在线观看免费网站範圍更廣。
2、本征型光纖法珀傳(chuan) 感器
本征型光纖法珀傳(chuan) 感器国产成人在线观看免费网站廣泛，結構也較為(wei) 簡單，常見的型在普通光纖上就可以設計得到。在端麵A和C上鍍高反射膜，然後與(yu) B段光纖進行熔接。本征型光纖法珀傳(chuan) 感器設計結構簡單，而且纖芯限製了光的傳(chuan) 輸，因此產(chan) 生的衍射損耗較少。
3、非本征型光纖法珀傳(chuan) 感器
在一個(ge) 密封導管內(nei) 形成了長度為(wei) d的法珀腔，該該腔由兩(liang) 根端麵鍍膜的單模光纖組成，導管既實現了腔體(ti) 的密封又保證了兩(liang) 個(ge) 端麵的同軸平行。
相對於(yu) 本征型光纖法珀傳(chuan) 感器，非本征型由於(yu) 其結構，有以下特點：
a) 由於(yu) 法珀腔是由導管封裝而成，所以可以根據需求人為(wei) 的設計和調整腔長d，這樣既可以精確控製腔長又能靈活調整腔長。
b) 法珀腔內(nei) 是折射率為(wei) 1的空氣，介質穩定，且不易受幹擾。
c) 如果采用與(yu) 光纖熱膨脹係數相同的材料做導管，可以很好地解決(jue) 傳(chuan) 感器的溫度效應，這是普通法珀傳(chuan) 感器所實現不了的優(you) 勢。
三、測壓原理
將法珀腔中一個(ge) 端麵製作成薄片，並用此薄片感受壓力，當壓力作用於(yu) 薄片時，薄片發生形變，進而改變了法珀腔的腔長，通過解調求出腔長的變化量，根據腔長變化量和壓力作用相關(guan) 原理即可計算出膜片所受壓力，達到壓力測量的目的，其基本原理如下圖所示：
壓力傳(chuan) 感器相關(guan) 的參數有靈敏度、重複性、線性度和頻響特性等，但出於(yu) 光纖法珀傳(chuan) 感国产成人在线观看免费网站經驗和實際測量需求，我們(men) 最關(guan) 心的是所設計傳(chuan) 感器的靈敏度。一般靈敏度由膜片厚度和有效膜片半徑r共同決(jue) 定。
（聲明：本文部分圖表參考自CNKI或SPIE數據庫論文，期刊卷及DOI編號都已在引用部分標出；本国产黄色在线观看可提供光纖法珀傳(chuan) 感器及其解調、軟件係統，配合各種工程實踐研究，價(jia) 格優(you) 惠，性能優(you) 異，如有需要，歡迎采購！）
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