[发明专利]一种基于悬臂梁结构的FBG传感器灵敏度提高方法

摘要

本发明提供一种基于悬臂梁结构的FBG传感器灵敏度提高方法，包括在悬臂梁的适当位置开设一个通孔；确定此时悬臂梁的两个正向应变最大处或两个负向应变最大处；在悬臂梁的两个正向应变最大处或两个负向应变最大处分别粘贴一个FBG；使两个FBG的光谱重叠并利用FBG光谱展宽效应对两个FBG进行传感解调。本发明通过简单的打孔方式增加了应变变化量，利用FBG粘贴位置的巧妙设计和合适的解调方式，提高了传感灵敏度，实现了温度自补偿和多参数传感测量，且具有抗干扰能力强、长期漂移小、测量精度高等优点，能够在高温、高压、强电磁干扰的恶劣工业环境下实现流量测量。

主权项

一种基于悬臂梁结构的FBG传感器灵敏度提高方法，其特征在于，包括以下顺序的步骤：(1)在悬臂梁的适当位置开设一个通孔，并且使所述通孔关于悬臂梁的中心轴线对称；(2)以垂直于所述通孔截面的方向为所述悬臂梁的载荷施加方向，对所述悬臂梁施加一定载荷，确定此时悬臂梁的两个正向应变最大处或两个负向应变最大处；(3)在所述悬臂梁的两个正向应变最大处或两个负向应变最大处分别粘贴一个FBG，使所述载荷施加方向与粘贴在悬臂梁上的两个FBG所构成的平面相垂直；(4)当采用所述两个FBG测量施加在悬臂梁上的待测载荷时，使所述两个FBG的光谱重叠并利用FBG光谱展宽效应对所述两个FBG进行传感解调；步骤(4)中，所述利用FBG光谱展宽效应对所述两个FBG进行传感解调，具体包括：a、宽带光源输出的光经耦合器到达所述两个FBG，经其反射后到达光谱分析仪；b、所述光谱分析仪对所述两个FBG的重叠光谱进行分析，得到所述重叠光谱的3dB带宽；c、当施加在悬臂梁上的待测载荷发生变化时，由所述光谱分析仪得到所述重叠光谱的3dB带宽变化量；d、根据所述重叠光谱的3dB带宽变化量以及预先测定的载荷传感灵敏度，利用以下公式，反演得到待测载荷的变化量：ΔF′12＝K′FL×ΔL其中，ΔF′12表示重叠光谱的3dB带宽变化量，K′FL表示载荷传感灵敏度，ΔL表示待测载荷的变化量。