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基于光纤珐珀结构的耐高温应变传感器研究

柳琳琳 徐昱根 张晓玲 杨恒 朱万霞 李荣辉 赵新 孙磊 李朋洲

柳琳琳, 徐昱根, 张晓玲, 杨恒, 朱万霞, 李荣辉, 赵新, 孙磊, 李朋洲. 基于光纤珐珀结构的耐高温应变传感器研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(S1): 94-98. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S1.0094
引用本文: 柳琳琳, 徐昱根, 张晓玲, 杨恒, 朱万霞, 李荣辉, 赵新, 孙磊, 李朋洲. 基于光纤珐珀结构的耐高温应变传感器研究[J]. 核动力工程, 2022, 43(S1): 94-98. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S1.0094
Liu Linlin, Xu Yugen, Zhang Xiaoling, Yang Heng, Zhu Wanxia, Li Ronghui, Zhao Xin, Sun Lei, Li Pengzhou. Research on High-Temperature Resistant Strain Sensor Based on Fiber-Optic Fabry-Perot Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(S1): 94-98. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S1.0094
Citation: Liu Linlin, Xu Yugen, Zhang Xiaoling, Yang Heng, Zhu Wanxia, Li Ronghui, Zhao Xin, Sun Lei, Li Pengzhou. Research on High-Temperature Resistant Strain Sensor Based on Fiber-Optic Fabry-Perot Structure[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(S1): 94-98. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S1.0094

基于光纤珐珀结构的耐高温应变传感器研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.S1.0094
详细信息
    作者简介:

    柳琳琳(1984—),女,博士研究生,现主要从事反应堆结构力学测试传感器的研究,E-mail: willowliu1984@126.com

  • 中图分类号: TN252

Research on High-Temperature Resistant Strain Sensor Based on Fiber-Optic Fabry-Perot Structure

  • 摘要: 为了研制一种适用于反应堆一回路高温环境下机械测量的微型应变传感器,基于光纤珐珀(FP)结构光学原理、解调原理和封装技术研究,提出传感器的热机耦合模型,设计出一种基于光纤FP结构的耐高温应变传感器及其解调系统,并对其在常温空气中和高温中压水环境中进行动态测试。研究和测试结果表明,该高温光纤FP应变传感器及其解调系统能够在高温、中压以及水环境下稳定工作,且应变传感器的测量工作范围为0~4000 με,解调系统速度达到5 kHz。本研究设计的高温光纤FP应变传感器及其解调系统能够用于反应堆一回路高温环境下的应变测量,从而为反应堆一回路高温环境下的监测提供了一种有效的监测方法。

     

  • 图  1  光纤FP腔示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Fiber-Optic FP Cavity

    图  2  平行平板多光束干涉原理图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Parallel-Plate Multiple-Beam Interference

    图  3  FBG温度传感器温度补偿示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram of FBG Temperature Sensor Temperature Compensation

    图  4  FP应变传感器LT变化曲线

    Figure  4.  Variation Curve of L with T of FP Strain Sensor

    图  5  传感器封装

    Figure  5.  Sensor Package

    图  6  解调系统结构设计图

    Figure  6.  Structure Design Diagram of Demodulating System

    图  7  FP应变传感器动态测试结果

    Figure  7.  Dynamic Test Results of FP Strain Sensor

    图  8  FP应变传感器200℃、4 MPa考验结果

    Figure  8.  Test Results of FP Strain Sensor at 200℃ and 4 MPa

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-18
  • 修回日期:  2022-02-15
  • 刊出日期:  2022-06-15

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