一种全光纤拼接结构的MZI液位温度传感器

作     者：申展 魏长胜 任瑛 冯岩佩 温俊梁 刘颖刚 SHEN Zhan;WEI Changsheng;REN Ying;FENG Yanpei;WEN Junliang;LIU Yinggang

作者机构：西安石油大学陕西省油气资源光纤探测工程研究中心和陕西省油气井测控技术重点实验室陕西西安710065 

基　　金：陕西省重点科学研究计划项目(2020JS122) 西安石油大学研究生创新基金(YCS22221073)资助项目 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2024年第35卷第3期

页      码：252-257页

摘      要：本文设计并制作了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer, MZI)的光纤液位温度传感器。该结构是由熔接在单模光纤(single-mode fibers, SMFs)之间的一段无芯光纤(no-core fiber, NCF)和一段多模光纤(multi-mode fiber, MMF)拼接而成。由于周围环境液位和温度的变化会导致干涉仪传输光模式改变,进而引起干涉光谱条纹移动。通过检测干涉光谱的两个谷值波长的漂移情况,便可获得液位和温度响应的灵敏度,利用灵敏度系数矩阵可实现对液位和温度的同时测量。研究表明,当液位升高时,干涉光谱发生红移;在0—36 mm液位变化范围内,其最大液位响应灵敏度为208.38pm/mm。当温度升高时,干涉光谱依然保持红移现象;在30—70℃温度变化范围内,其最大温度响应灵敏度为29.67 pm/℃。该传感器结构具有灵敏度高、测量范围大、制造简单、成本低以及液位温度同时测量等优点,在传感领域具有应用潜力。

主 题 词：光纤 马赫-曾德尔干涉仪(MZI) 液位 温度 同时测量 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.16136/j.joel.2024.03.0308

馆 藏 号：203126013...