全石英光纤法布里-珀罗高温振动传感器OA

针对高温环境下振动监测面临的传感器失效与信号失真问题,本文提出了一种全石英光纤法布里-珀罗高温振动传感器。设计了基于石英球透镜的准直耦合结构,实现了光纤与高温区振动敏感结构的一体化集成。利用微机电系统(MEMS)加工技术与热压键合技术实现传感器敏感单元批量化制备。采用三波长动态解调与光谱互相关解调相结合的方法,实现了对高温环境下振动信号的提取和温度补偿,消除了温度波动对振动灵敏度的干扰。实验结果表明,从室温(23°C)至800°C,传感器的灵敏度由1.051 nm/g降低到0.8915 nm/g;经温度补偿后,传感器的残差平方和最大为0.168,全量程非线性误差不大于1.033%;在动态响应测试中,该传感器的特征频率远高于6000 Hz,在100~2000 Hz的频率响应范围内表现出较高的平坦度,其灵敏度在2000~6000 Hz之间逐渐增加,最大增量仅为0.177 nm/g。此外,传感器具有高一致性、全无胶化集成、抗电磁干扰等优点,为高温环境下的振动测量提供了一种新的解决思路,在高温振动领域具有广泛的应用前景。