基于聚酰亚胺涂覆技术的FBG湿度计性能研究

摘要

为研究聚酰亚胺涂覆的光纤布拉格光栅(FBG)湿度计在使用过程中的性能特征，利用饱和盐溶液控制环境湿度，测试了FBG中心波长随相对湿度的变化特征，研究了温度对湿度灵敏度系数的影响。结果表明：(1)在34.7%～93.1%相对湿度范围内，聚酰亚胺涂覆的FBG湿度计对湿度变化均具有较好的响应。在升湿、降湿过程，中心波长与相对湿度具有明显的线性关系，湿度灵敏度系数范围为5.1～15.7 pm/%。(2)聚酰亚胺涂覆厚度越大，湿度灵敏度越高，中心波长与相对湿度的线性相关程度也更高。(3)以2号和4号湿度计为例，当温度变化20℃时，两个湿度计湿度灵敏度系数的相对误差分别为4.82%和3.11%,温度对湿度灵敏度系数的影响很小，在实际测量中，温度变化不大时可忽略其对湿度灵敏度系数的影响。(4)以2号和4号湿度计为例，通过室内试验得到了温度灵敏度系数和湿度灵敏度系数，建立了用于同时测量温度与湿度的数学矩阵，使FBG湿度计能够实现对环境温度和湿度的同时测量。

关键词

聚酰亚胺 / 饱和盐溶液 / FBG / 湿度计 / 灵敏度系数