温补型光纤Bragg光栅压力传感器在锚杆支护质量监测中的应用

被引：20

作者：

梁敏富

方新秋

柏桦林

邢晓鹏

吴刚

机构：

[1] 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室

来源：

煤炭学报 | 2017年 / 42卷 / 11期

基金：

中央高校基本科研业务费专项资金资助;

关键词：

光纤光栅; 温度补偿; 压力传感器; 性能测试; 锚杆支护质量监测;

D O I：

10.13225/j.cnki.jccs.2017.0364

中图分类号：

TD353.6 []; TP212 [发送器（变换器）、传感器];

学科分类号：

0819 ; 080202 ;

摘要：

为了改善现有光纤光栅压力传感器应变-温度交叉敏感的问题,基于光纤光栅传感原理及弹性膜片结构,设计了一种新型的温度补偿压力传感器。建立了膜片结构变形力学模型,推导出了光纤光栅中心波长漂移与压力之间的数学关系,建立了传感器灵敏度与膜片材料和结构尺寸参数之间的数学方程,Matlab数值分析了膜片参数对灵敏度的影响,利用有限元软件ABAQUS对膜片变形特征进行了仿真分析。传感器理论压力灵敏度为40.43 pm/MPa,标定实验的灵敏度为35.6 pm/MPa,经温度补偿后的实际灵敏度为37.62 pm/MPa,实现了压力测量中的温度补偿。测试结果表明该传感器具有良好的线性度、较低的啁啾性及较高的稳定性,现场应用结果证实了光纤光栅传感技术在煤矿安全监测中的可行性,适合进一步推广应用。

引用

页码：2826 / 2833

页数：8

共 19 条

[1]

光纤传感技术在铁路边坡锚固监测中的研究.[D].王熙熙.武汉理工大学.2012, 10

[2]

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[3]

A Fiber Bragg Grating Pressure Sensor and Its Application to Pipeline Leakage Detection.[J].Jun Huang;Zude Zhou;Dongsheng Zhang;Qin Wei;Zhongwei Jiang.<journal-title>Advances in Mechanical Engineering.2013,

[4] 温度实时补偿的高精度光纤光栅压力传感器 [J].