CC BY
8ВКВО-2023- СТЕНДОВЫЕ
ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ОПТОВОЛОКОННОГО МЕМБРАННОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ
Гончаров М.М., Попов Е.С., Сафарян К.А., Голдобин А.А
Пермский государственный национальный исследовательский университет * E-mail: goncharov.m.m@mail.ru DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-471-471
На рисунке представлена новая конструкция разрабатываемого мембранного датчика. Она представляла собой полый цилиндр, у которого основанием являлась гофрированная мембрана. Превышение внешнего давления среды над внутренним приводило к смещению центра мембраны во внутрь полости [1]. Это в свою очередь вызывало изгиб пластинки, на которой располагались симметрично относительно центра два металлических уступа, в которые сверху вклеивалось волокно. Таким образом осуществлялось натяжение волокна, внутри которого по центру была расположена ВБР [2]. Варьируя высоту уступов, можно управлять чувствительностью. Использование планки позволяет надежно закрепить волокно, а также дает возможность использовать одну мембрану для нескольких моделей датчиков, рассчитанных на разные предельные давления, сохраняя требуемую чувствительность датчика. Чтобы охарактеризовать ее был проведен ряд численных экспериментов. Используя их результаты, была получена формула, выражающая связь между изменением базовой длины волны ВБР с приложенным к мембране давлением при разных значениях высоты уступов и толщины мембраны. Это позволило описать конкретные конфигурации датчика, предназначенные для работы с разными предельными давлениями.
Рис. 1. Геометрия задачи с граничными условиями: 1 - мембрана, 2 - планка, 3 - выступы, 4 - оптоволокно
Литература
1. M. et al. Split boss diaphragm based fiber Bragg grating pressure sensor with increased sensitivity //Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. - 2021. - Т. 23. - №. 3-4. - С. 134-14
2. S. C. Weng, S.Z.Fiber Bragg grating pressure sensor integrated with epoxy diaphragm //Sensors. - 2021. - Т. 21. -№. 9. - С. 3199.
№6 2023 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2023»
www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 471
