光纤布拉格光栅井下气体流量传感器的研制

摘要

煤矿井下煤层气储量丰富，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等灾害时有发生。减少煤矿安全事故的关键工作是采用“先抽后采”的方法控制煤矿瓦斯。开发了一种使用光纤布拉格光栅和孔板的气体提取流量测量传感器。针对地下天然气开采的环境条件和流量范围，采用了一种由小直径旋转孔板和弹性敏感膜组成的复合应变机制。孔板两边的气流压差导致弹性敏感单元发生形变，而光纤布拉格光栅被用于检测弹性敏感单元的形变；为了解决光纤布拉格光栅应变检测中的应力-温度交叉敏感性问题，提出了一种双膜结构气流传感器，基于机械自由状态配置，在应变光栅的同种材料上附加一个副光栅以进行温度补偿，从而有效消除了光栅的交叉敏感问题，提高了传感器的测量准确性。

关键词

流量测量 / 光纤布拉格光栅 / 孔板 / 双膜结构