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用于滑动轴承油膜温度压力检测的光纤EFPI-FBG复合传感器OA

Optical fiber EFPI-FBG hybrid sensor for oil film temperature and pressure detection in sliding bearings

中文摘要英文摘要

为了测量滑动轴承油膜温度和压力,设计了一种集成光纤非本征法布里-珀罗干涉仪(EFPI)和光纤布喇格光栅(FBG)的复合传感器.该传感器由FBG和微泡型FP腔构成,微泡型FP腔由多模光纤腐蚀后电击制成,并对微泡型FP腔进行金属镍化学镀膜.采用温度和压力标定装置分别对复合传感器进行了温度和压力标定实验.实验结果表明:该复合传感器在0~10 MPa的压力量程范围内FBG中心波长和FP腔长的压力灵敏度分别为-3.24 pm/MPa和-7.23 nm/MPa,二者线性相关系数均达到0.99以上.同时,在-40~120℃的温度量程范围内,FBG中心波长和FP腔长的温度灵敏度分别为10.35 pm/℃和0.294 1 nm/℃,温度补偿效果显著.

To measure the oil film temperature and pressure in a sliding bearing,a hybrid sensor integrating an optical fiber ex-trinsic Fabry-Perot interferometer(EFPI)and a fiber Bragg grating(FBG)is designed.The sensor consists of an FBG and a microbubble-based FP cavity.The microbubble FP cavity is fabricated by etching a multimode optical fiber followed by elec-tric arc discharge,and then coated with nickel via electroless plating.Temperature and pressure calibration setups are used to conduct calibration experiments on the hybrid sensor.The experimental results show that within the pressure range of 0~10 MPa,the pressure sensitivities of the FBG center wavelength and the FP cavity length are-3.24 pm/MPa and-7.23 nm/MPa,respectively,with both linear correlation coefficients exceeding 0.99.Meanwhile,within the temperature range of-40~120 ℃,the temperature sensitivities of the FBG center wavelength and the FP cavity length are 10.35 pm/℃ and 0.2941 nm/℃,demon-strating a significant temperature compensation effect.

赵向荣;李瑞亚;韩乐强;谭跃刚

高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室,武汉 430070||武汉理工大学 机电工程学院,武汉 430070高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室,武汉 430070||武汉理工大学 机电工程学院,武汉 430070高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室,武汉 430070||武汉理工大学 机电工程学院,武汉 430070高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室,武汉 430070||武汉理工大学 机电工程学院,武汉 430070

信息技术与安全科学

滑动轴承油膜温度压力光纤光栅光纤法布里-珀罗腔

sliding bearingoil filmtemperaturepressurefiber gratingfiber Fabry-Perot cavity

《光通信技术》 2026 (3)

71-77,7

国家自然科学基金项目(51475343)资助.

10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2026.03.012

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