طراحی تجربی حسگر بهینه فشار گاز مبتنی بر فیبر نوری فابری‌پرو با در نظرگرفتن اثر ضخامت بر حساسیت حسگر

در این مقاله، عملکرد حسگر فیبر نوری با حساسیت بالا، قیمت پائین و ابعاد کم مبتنی بر فابری پرو برای اندازه گیری فشار گاز آرگون گزارش شده است. پروب حسگر فابری‌پرو با کاواک هوا، به طول 1/25 میلی ‌متر و دیافراگم مناسب با ضخامت های مختلف مدنظر قرار گرفته است. هدف نهایی، دستیابی به دیافراگمی است که به کشف و اندازه گیری فشارهای گاز کمتر از 60 میلی بار منجر شود. از ماده پی وی سی برای لایه‌نشانی حسگری استفاده شده و چیدمان حسگری اندازه گیری فشار گاز به صورت تجربی در آزمایشگاه برپا شد. تاثیر فشار گاز و همچنین ضخامت دیافراگم به عنوان مولفه مهم بر حساسیت حسگری فشار گاز مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت های دیافراگم 42، 56 و70 میکرومتر و کاواک با طول 1/25 میلی متر در فشارهای مختلف گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین حساسیت با مقدار 0/035 nm/mbar مربوط به حسگری با ضخامت دیافراگم 42 میکرومتر است.

The experimental design of an optimal gas pressure sensor, based on the FabryPerot optical fiber with regard to the effect of thickness on sensor sensitivity

In this paper, the performance of a high sensitivity, low cost, small size FabriPerot based, fiberoptic sensor for measuring the argon gas pressure is reported. A FabriPerot sensor probe with an air cavity, a length of 1.25 mm and suitable diaphragms with different thicknesses is considered. The ultimate goal is to achieve a diaphragm that detects and measures gas pressures below 60 millibars. A PVC layer is used as the second FabriPerot plate of the sensor,and the sensing experimental arrangement for measuring gas pressure is set up in the laboratory. The effect of gas pressure and also the diaphragm thickness as an important parameter on the sensitivity of the gas pressure sensor is investigated. The diaphragm thicknesses of 42, 56 and 70 μm and cavities with a length of 1.25 mm are investigated at different pressures of argon gas. The results show that the best sensitivity with a value of 0.035 nm / mbar is related to the sensor with a diaphragm thickness of 42 μm.