FBG压力传感器具有灵敏度，绝缘性，耐腐蚀性和分布式测量等优点，逐渐引起人们对能源，化学等领域的关注。空航天和土木工程，已成为研究的重点。过检查压力传感器的研究进展布拉格光栅近年来越来越多，工作原理，结构和布拉格光栅（FBG）的轴向变形内置压力传感器的特点是介绍并根据安装光纤网络的方法构造压力传感器。结了分类，以及光纤布拉格光栅横向压力检测的实验研究，以及光纤网络压力传感器的发展趋势。拉格层网络;压力;横向压力;传感器中图分类号：TN 253文献参考：代码：10.3969 / d。娜，程YongjinAbstract：由于其在灵敏度，绝缘性，耐腐蚀性的条款和分布的测量的优点，压力传感器光纤布拉格光栅（FBG）已经逐渐引起兴趣和是已成为石油化工，航空航天和土木工程领域的研究中心。文回顾了近年来发展迅速的光纤网络压力传感器研究的进展，首先解释了如何利用光纤应变传感器的轴向应变构建压力传感器。纤布拉格光栅及其原理，结构和特性。据光纤网络的安装方法对压力传感器进行分类，然后对横向进行实验研究。后，对光纤网络压力传感器的发展趋势进行了评述。键词：网络光纤，压力，横向压力，传感器简介光纤网络是一种非常重要的光纤无源器件，具有细小和直径的光纤。具有良好的电绝缘性，良好的耐腐蚀性和强抗电磁干扰能力。布式监控在复杂和具有挑战性的环境中工作简单方便。允许通过选择传感器结构和调节过程来实现压力，温度和流量。理量的测量，如加速度，已广泛应用于能源和化学，航空航天，大型土木工程等领域。力测量是过去十年光纤网络检测技术发展的关键点之一。993年，徐等人首次使用裸光纤网络寻找压力检测特性。×10-6 MPa-1 [1]。究光纤光栅压力传感器的发展是非常快的超过20年：国内外研究者提出了各种设计模式[25]，并导致了大量的理论和实验研究[611 ]涵盖广泛的应用。本文中，在国内外主这样的传感器的研究进展被暴露在压力传感器方面的光纤网络和压力传感器的光纤网络的横向变形的纵向变形，并且前景准。纤布拉格光栅的纵向压力传感器光纤光栅的纵向压力传感器主要是根据光纤布拉格光栅（FBG）的轴向应力特性设计的。是最知名和最常见的网络压力传感器类型。据光纤网络安装的类型，它可以分为三种类型的压力传感器：集成，粘合和悬挂。文详细介绍了这三种光纤布拉格光栅压力传感器，并介绍了它们的原理，结构特点及缺陷。成光纤布拉格光栅压力传感器内置光纤网络压力传感器通常使用聚合物材料封装光纤网络。构中最广泛报道的主要包括：选择具有弹性的低模量和热膨胀系数低的聚合物材料，并使用一个外壳或管以形成所述聚合物成圆柱形结构，同时结合了网络纤维横向或纵向。柱形聚合物内部。用集成结构不仅可以大大提高传感器的灵敏度，还可以减少光纤网络的损耗，保护传感器，提高其适应环境和生命的能力。晓杰及其同事报告了一种纤维网络压力传感器，它具有聚合物和金属包装的敏感性[12]，如图1所示。感器由金属外壳组成， FBG和聚合物。验结果表明，传感器的压力灵敏度系数达到2.39×10 -2 MPa-1，相当于FBG裸压灵敏度的12 071倍。敏作用非常明显。而，压力传感器的阵列嵌入纤维也引起一些问题：例如，在固化过程中去除的聚合物材料的破坏原有的光学性能和纤维网络的稳定性和材料的粘附到外壳传感器会影响传感器压力的线性传递。
外，应考虑聚合物的不渗透性，可重复性和温度敏感性。过选择更好的包装材料和改进包装工艺，可以有效地解决上述问题。庆珍采用了多层包装结构[13]，实验结果表明结构的敏化性优于单层包装结构。拉格光栅压力传感器固定纤维由光纤阵列附接至所述机械装置胶水压力传感光纤网络，并且机械装置的变形导致网络在轴向方向上伸展，从而使反射波长的漂移。用的机械装置包括隔膜[14]，薄壁圆筒[15]和等阻力梁[16]。Allwood及其同事描述了膜片式布拉格光栅压力传感器[17]。图2所示，光纤网络径向固定在圆形光阑的中心。着柱腔中的气体压力增加，膜变形以引起光纤网络在轴向上的拉伸，这使光纤布拉格光栅的中心反射波长偏移。方法简单易行，其结构有效避免了交叉温度和压力问题。而，膜片状结构难以在精度和测量范围之间平衡，并且不均匀的膜片力和粘合问题也会导致网格不规则，氘化和线性传输。力。了解决这个问题，邵军等人。
计了一个E形圆形光阑光纤压力传感器[18]，为振膜增加了一个坚硬的中心结构，可以有效避免大的偏差效应。线性和精度降低等问题。富云等设计了一个光纤光栅地面压力传感器，具有相同强度的悬臂梁和双隔膜[16]，如图3所示。部压力通过隔膜传输两次与压力传递杆作用于悬臂梁的梁悬臂等于résistance.La偏差的自由端反映所述隔膜和所述布喇格光纤的压力光栅附着到测量等电阻悬臂梁表面的中心轴。长偏移允许检测压力。感器的灵敏度为412.7 pm / MPa。有基于由谭波，其测量在管道和液体压力，其压力敏感性开发的光束L其它结构化FBG压力传感器如压力传感器的光纤网络在0到6MPa之间。数达到4.97×10-4 MPa-1 [19]。于Song Guangdong等人设计的薄壁圆柱结构的纤维网络压力传感器主要用于监测气体压力[20]。
挂式光纤网络压力传感器用于通过机械装置的变形将光纤网络固定在机械装置上来沿轴向固定光纤网络。关联的机械装置包括隔膜[21]，取[22]中，波纹管[23]，弹簧管[24]，锥形三角[25]和金刚石结构[26]。前，基于隔膜结构有两种主要类型的悬挂式光纤网络压力传感器：隔膜具有坚硬的中心结构，光纤网络垂直安装在隔膜的中心轴和光纤网络上通过隔膜中心的偏差来修改。生轴向拉伸[21，2728]，Huang等人描述的纤维网络压力传感器[21]，如图4（a）所示，纤维网络是垂直隔膜，尾纤端通过连接装置固定在圆形隔膜的中心。类似于光纤光栅压力传感器与由颜鑫涛设计了一个中央硬结构[27]：第二个是在隔膜径向安装两个网络附连柱，以及将所述光纤阵列至固定的网络列。4（b）中示出了上述具有自动温度补偿的补偿板的土壤通过照吁嵋等[29]，这有效地解决了通过结合膜片的约束和固定柱网络设置的设计的压力传感器纤维。
平等的问题类似于张文涛和他的合作者如何设计一种特殊的隔膜结构和凸台来固定光纤[30]。于Pachava等人设计的金属波纹管结构的光纤光栅压力传感器。[31]如图5所示。外部压力的作用下，金属波纹管沿纵向膨胀，通过纤维网络的弹性变形引起纤维网络的拉伸。且回弹效应使FBG中心的反射波长偏移，并且可以通过测量波长偏移来获得压力变化。传感器的压力灵敏度为13.14 nm / MPa，具有良好的线性和重复性。
外，姜Shanchao和同事设计的压力传感器微型地面布拉格高精度纤维[25]，它结合了一个三角形可变边缘和振动板，而杨基嗯等人设计的光栅与波纹管和金刚石结构的压力 – 网络耦合。感器[32]。管悬浮光纤光栅压力传感器忽略粘附和光纤网络的不均匀的应力问题，悬浮的结构使光纤暴露到外部网络，这容易导致光纤网络的损耗，影响检测效率和传感器的寿命以及机械结构。化影响压力的线性传递，同时考虑传感器结构设计中的温度交叉敏感性。纤布拉格光栅中的交叉应变压力传感器大多数光纤网络压力传感器都基于光纤网络的轴向应变特性。测量空间有限时，使用光纤网络进行横向压力检测可以简化检测系统并有助于构建小型化，分布式，多功能的检测网络系统。有多个参数的多参数。一批人直接测量裸FBG的侧向压力，发现其灵敏度非常低。Ngoi等人通过选择低弹性模量聚合物外壳[33]来提高侧压力传感器的灵敏度，侧压力比裸网络高7倍，并且意识有限。伟等。
用长周期光纤光栅双折射效应，通过测量共振峰分化后的峰 – 峰间距来测量侧压[34]。低压条件下，它是仪器难以准确测量光谱变化。外，压力响应曲线的线性度不高，恒温阀芯这限制了其应用。外，周兆帅及其合作者提出了一种基于长寿命光纤网络和未对准聚变结构的侧压传感器[35]。而，这些比率对横向压力灵敏度的影响有限。年来，一些研究人员提出利用光纤网络的极化特性来测量侧压力。
一平建议在光纤网络的传输端使用偏振相关损耗（PDL）来测量横向压力[36]。图6所示，恒温阀芯使用不同的方法在低压（0至80N）下解调不同的压力。测量依赖于fPDL的晶格传输衰减的情况下，终止于波长曲线的质心高度，在高压的作用下（81~180 N） ），通过测量PDL曲线的两个峰之间的波长间隔来执行侧压的减压。方法有效地解决了低压条件下难以检测侧压的问题。启宇和他的合作者研究了光纤网络反射端的偏振相关衰减（RPDL）[37]。值模拟表明，RPDL对侧压非常敏感，实验结果表明，峰值高度和峰值位置变化在一定范围内非常好。性关系和左峰RPDL的位置对压力变化非常敏感，这允许精确的侧向压力解调。着光纤网络制造技术的进步，出现了各种特殊的光纤网络，为测量横向应力和压力提供了坚实的研究基础。7显示了基于倾斜纤维网络（TFBG）的横向压力传感器和由Sun Tingting等人[38]设计的弹性材料。种类型的传感器由TFBG，两层弹性材料和两层金属板组成。施加侧向压力：第一，弹性材料逐渐包围TFBG，并且由于与外部环境的折射率的，TFBG的包层模式的共振光谱的变化此外，应力通过弹性材料和所述光纤的弹性效果传递到光纤纤芯折射率是不均匀的，导致网络的不同模式之间的耦合，这也影响光谱。过光谱仪测量TFBG的反射光谱，并且可以通过快速傅立叶变换执行较低横向压力（0至7N）的解调。年来，在横向研究报告经历变形和压力用相移光纤网络[39]，光纤网络偏振保持[40]和网络啁啾光纤[41]提供了许多测量光纤网络横向变形和压力的可能性。划。着纤维交叉应变和应变传感器研究的发展，该技术逐渐开始应用于某些领域的实际应用。宏跃及其同事使用长周期光纤网络的横向负载特性来监控混凝土结构[42]的腐蚀，苏莱曼尼和其它复合材料中，以在高双折射纤维和布喇格光栅植入改善材料横向应力的测量[43]。而，由于技术瓶颈，设备和其他因素，大多数压力和压力测量方案仍然是实验性的，还有很长的路要走实际应用。实上，光纤网络横向应变压力传感器比光纤网络纵向应变压力传感器具有更大的搜索潜力。果采用新的解调方法，优化算法，降低成本以及测量的准确性和稳定性可以提出，假设应用的未来前景会更好。论光纤上布拉格光栅纵向应变压力传感器的设计最灵活，具有多种不同的类型和特点。据安装光纤网络的方法，传感器可以分为集成组件，胶合和悬挂。中，内置结构在传感器灵敏度方面有最明显的改善。是，由于包装材料和包装工艺因素，粘性，防水性和灵敏度在真实环境中必须考虑材料的温度;粘合剂的选择必须满足传感器的实际需要。外，所引起的机械结构的老化的线性的劣化必须考虑到compte.La悬浮结构不考虑残留和光纤网络的不均匀应力的问题，但是这是不与粘合剂的结构相同。纤网络悬空安装，缺乏保护措施，容易导致光纤网络损耗，影响传感器的稳定性和实用性。前上压力传感器和纵向变形的光纤网络和approfondissement.A未来大量的研究，结合MEMS技术制造微型化，数字化，智能化，系统化，网络化是发展趋势。用于土木工程，周边安全，智能材料等仍将延长。前光纤阵列横向应变传感器的研究还处于试验阶段，还需要通过广泛的研究来实施。
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