基于光纤光栅的多点拉锥光纤柔性曲率传感器

摘要

针对现有曲率传感器存在制造工艺繁琐、成本较高的问题,提出了一种基于光纤光栅的反射式拉锥光纤柔性曲率传感器,通过将单模拉锥光纤植入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)材料中实现对曲率的柔性传感,同时,利用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的波分复用特性,将其与多个拉锥光纤曲率传感器级联,实现了多点拉锥光纤柔性曲率传感,可同时感知多点的曲率信息。实验结果表明,薄膜状的PDMS柔弹性良好,拉锥光纤与PDMS膜能同步弯曲,弯曲灵敏度约为0.59348-0.60696 dB/m^(-1)。基于FBG的多点拉锥光纤柔性曲率传感还具有较好的抗串扰能力。进一步地,使用该柔性传感器对喉咙处及手腕处的人体活动监测进行了应用研究,结果表明该传感器不但能检测到人体微小的肌肉变化,也能检测到幅度较大的动作,在人体活动监测领域具有良好的发展前景。