超高温环境下的光纤法珀压力传感器关键技术研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51405454

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

贾平岗

完成单位：

中北大学

中文关键词：

压力传感器; 光纤传感器; 耐高温; 法珀干涉仪; 微加工;

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2015-01-01

结束日期：

2017-12-31

中文摘要：

高温压力传感器在航天航空飞行器的健康状态监测、飞行控制和设计优化方面有迫切的需求。例如，对发动机运行条件下的压力原位实时监测，可以避免高循环疲劳，燃烧不稳定或者压缩机喘振问题，能有效提高控制效果和运行安全系数。由于燃烧室温度高达1500 ℃，常用的压力传感器在高温下将全部失效或损坏，现在采用的替代方法具有明显的缺点。本项目拟采用氧化锆陶瓷高温烧结方法或SiC微机械加工方法一体化制造直接接触高温的传感器关键部件（敏感膜片和基座），将蓝宝石光纤端面与氧化锆陶瓷或者SiC膜片平行放置构成法珀腔进行压力测量。通过一体化制造传感器关键部件可以解决高温下应力不匹配导致的传感器失效问题。通过光纤传感技术测量压力导致的膜片挠度，另外，采用光纤传输可以隔绝高温，消除高温对信号处理电路的影响。最后，在超高温环境（>1000 ℃）下对所制作的压力传感器进行实验验证，实现宽频带（<100 kHz）的原位压力测量。