张　平，张小栋，董晓妮

(1.西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安710055

2.西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049)



双圈同轴光纤传感器在润滑油介质中的输出特性

张平1*，张小栋2，董晓妮2

(1.西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安710055

2.西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049)

摘要：针对双圈同轴式光纤(TCCOF)位移传感器用于滑动轴承油膜厚度检测时，由于传播介质为润滑油，传感器输出特性会受到影响，本文根据折射定律分析了传播介质对光纤最大入射角的影响，考虑传播过程中的光损并利用光场的准高斯分布规律建立了润滑油环境下的传感器数学模型，同时通过仿真计算得到了传播介质不同时的传感器输出特性。在此基础上，搭建了相应的传感器标定实验平台进行验证。结果表明：空气中TCCOF传感器的灵敏度为0.691/mm，润滑油中TCCOF传感器的灵敏度为0.464/mm；TCCOF传感器在润滑油测量环境中可减小光功率不同对传感器特性的影响；TCCOF传感器灵敏度随着反射面曲率半径的增大而增大；由于具有对称结构，当反射面为圆柱面时，TCCOF传感器可减小探头周向安装角度对其输出特性的影响。因此，在利用TCCOF传感器进行油膜厚度检测时，必须在相应润滑油环境下及相应的反射面情况下进行传感器标定。

关键词:光纤传感器；同轴；润滑油；输出特性

Output characteristics of sensor with two-circle

coaxial optical fiber in lubricating oil medium

1引言

强度调制式光纤传感器由于具有体积小、结构简单、非接触测量、抗电磁干扰能力强等优点，在工业应用领域得到广泛应用，如薄膜残余应力测量[1]、振动测量[2]、微位移检测[3]、角位移检测[4]、含水量检测[5]等。……