级联FPI-MZI复合干涉光纤传感器双参数特性研究

摘要

为了实现工业生产过程中温度和溶液质量分数的同时测量和传感检测,提出了一种由法布里-珀罗干涉仪(FPI)和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)级联干涉结构构成的双参数传感器。该传感器由融合在一起的单模光纤(SMF)和空芯光纤(HCF)组成。采用同时测量FPI反射光谱和MZI透射光谱的特征波长位移的方法,获得了FPI和MZI对温度和折射率的灵敏度差,建立了传感器温度-质量分数灵敏度矩阵,实现了传感器双参数的测量。结果表明,在40℃~150℃的温度范围内,FPI的温度敏感度为10pm/℃,而MZI的对温度不敏感;在质量分数0.05~0.40的范围内,FPI对折射率不敏感,而MZI质量分数灵敏度是232.3nm/RIU;该传感器可以实现温度与溶液质量分数的同时测量。该研究为石油、化工、电力、钢铁、机械等加工行业中双参数的动态测量提供了参考。