基于特殊滤波器的多级串联金属增材制造膜片式光纤法布里-珀罗压力传感器

基于金属增材制造的波长分复用法布里-珀罗光纤压力传感器，采用多峰结合余弦相似性解调，在0.5-50MPa、130°C条件下灵敏度达-1987.67 nm/MPa，误差<2.024 nm，重复性0.018%-0.266% FS，适用于油井高温高压多点测量

　　

摘要：

本文介绍了一种利用特殊设计的窄带滤波器实现光纤Fabry-Perot（FP）压力传感器的波分复用（WDM）级联的方法，使得多个膜片型光纤压力传感器能够在同一通道上进行串行复用。膜片型传感器的承压部件采用金属增材制造（MAM）技术制造，FP腔体则由金属膜片的上表面和单模光纤（SMF）的平切端面构成。解调方案结合了多峰检测法和余弦相似性算法，静态测试结果显示最大误差为2.024纳米。在0.50 MPa的压力范围内以及130°C的温度条件下进行的性能测试表明，该传感器的压力灵敏度为-1987.67 ± 5.15 nm/MPa，温度灵敏度为285.04 ± 2.36 nm/°C。在恒定压力下，最大误差小于0.005 MPa，因此其重复性分别计算为0.018% FS、0.162% FS和0.026% FS。该传感器具有高灵敏度、宽测量范围和可靠的稳定性，非常适合在油气井的高温高压环境下进行多点测量。