一种准确测量温湿度的光纤Bragg光栅传感器

摘要

为了准确测量电梯轿厢内温湿度变化信息,研制了一种结构简单的光纤Bragg光栅(FBG)温湿度传感器.传感器由光栅长度为20 mm的FBG构成,其中光栅长度为12 mm的区域采用湿腐蚀法腐蚀至7.8 μm,并在其表面涂覆聚酰亚胺湿敏材料,用于响应湿度变化信息;未被腐蚀的8 mm光栅用于响应温度变化信息.实验研究了光纤腐蚀区域和未腐蚀区域对温湿度的响应特性,湿敏膜涂覆厚度对光栅腐蚀区湿度响应特性的影响,湿敏涂覆后光栅腐蚀区对温度的响应特性,以及传感器对变温变湿环境的响应特性.实验结果表明:当湿敏膜厚度为80 μm时,光栅腐蚀区对湿度的响应灵敏度为17.1 pm/(％RH);未腐蚀区域对温度的响应灵敏度为9.9 pm/℃;变温(30～70℃)变湿(20～90％RH)环境测试时,传感器能准确测量温度及湿度.