一种基于FBG的多功能复合流量传感技术

针对传统流量测量中存在的测量灵敏度不高、测量参数单一，传感器体积较大等不足，提出一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的多功能复合流量传感器。传感器以FBG差压式流量测量为结构主体，同时有机集成了FBG温度和压力传感器，从而实现对被测流体的流量、压力和温度的同时测量。在介绍FBG传感原理的基础上，分析了毛细钢管封装FBG温度传感器和盲管式FBG压力传感器的工作机理。同时，在分析差压式FBG流量传感器工作原理的基础上，介绍了FBG多功能复合流量传感器的结构和实现原理。分别采用水浴装置、压力表校验仪和综合流量测试台对多功能复合传感器中的FBG温度、压力和流量传感器进行了传感特性实验。测试结果表明，FBG温度传感器的灵敏度为0.015 nm/℃，FBG压力传感器的灵敏度为0.028 nm/MPa，FBG流量传感器的分辨率为0.068 L/s。同时，传感器的温度测量功能可作为参考，从而克服FBG压力及流量测量中的温度交叉敏感效应。