FBG嵌入型光纤Sagnac环的窄道空间微流速和温度测量系统

摘要：

提出了一种光纤布拉格光栅(FBG)嵌入型光纤Sagnac环的窄道空间微流速和温度测量系统,其由传统光纤Sagnac环和嵌入光纤Sagnac环中的FBG组成.光纤Sagnac环中的保偏光纤(PMF)受到的侧压力会随着微流体流速的不同而发生变化,通过监测光纤Sagnac输出干涉峰的漂移实现对微流速的测量.此外,嵌入光纤Sagnac环中的FBG对温度有较高的响应灵敏度,可以实现环境温度的监测.实验过程中,用毛细管模拟窄道空间,将光纤Sagnac环中的PMF置于毛细管内部,用微流泵获得一定范围的微流速.实验结果表明,当微流体的微流速在0～450μtm/min范围内变化时,光纤Sagnac环输出的干涉谱向短波方向漂移;由监测波长1 522.47和1 544.64nm处的谐振峰可知,测量的微流速平均灵敏度分别为5.59和5.98 pm/(μm/min);实时监测环境温度的结果表明,在20～45℃范围内,FBG的温度灵敏度为9.74 pm/℃.本文传感器具有测量范围大、灵敏度高、结构简单和成本低等优点,特别适用于微通道如生物血管等方面.

关键词：微流速测量、Sagnac干涉、光纤布拉格光栅(FBG)、保偏光纤(PMF)、光纤传感

所属期刊栏目：28

分类号：TN253(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金61505194

在线出版日期：2018-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1331-1336