非本征F-P腔光纤传感器膜片材料仿真分析

摘要

研制了石英膜片的非本征法布里—珀罗(F-P)腔光纤传感器,用于强磁场和高电压环境的超声波检测,并对超声波信号进行测量.通过ANSYS对不同材料的膜片进行有限元仿真分析,得出各自的灵敏度、响应频率与膜片半径之间的关系,并选择性能适合的膜片材料研制了光纤传感器.通过设计解调系统,使用石英材料膜片的传感器测试超声波信号的频率,并对测得的信号与压电传感器测得信号进行对比分析.仿真结果表明:在相同半径和厚度的不同材料膜片下,石英玻璃材料的固有频率和灵敏度相对适中.实验测得压电传感器超声波频率为33 kHz,F-P腔光纤传感器测得频率为31.3 kHz,2种传感器测得数据相近,实验表明:石英材料适合作为非本征F-P腔光纤传感器的膜片材料.