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摘要
提出并设计了一种用于低温环境下测量温度的光纤布拉格光栅(FBG)双头管式封装结构，探究了涂覆层材料和封装形式对光纤Bragg光栅传感器低温传感稳定性和精度的影响。同时，试验研究了封装长度对双头管式传感器中心波长与温度的关系，通过多次重复试验测定了传感器低温灵敏度和重复性误差。研究结果表明：由于高折丙烯酸酯涂覆层具有较高的热膨胀系数，因此在77～273 K液氮环境中其增敏效果相对于聚酰亚胺和裸光纤更为显著；采用双头管封装后，FBG中心波长与温度具有高度线性关系，且能有效解决无封装裸FBG易受荷载扰动特性；适当提高封装长度有利于提高封装体系灵敏度系数。重复试验结果表明，所设计的双头管式封装FBG低温传感器灵敏度可达14～20 pm/K，测试误差和灵敏度优于传统FBG低温传感器。
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