微存量传感检测技术是利用传感元件对化学微量试剂存量进行精确实时检测与监控的技术。目前对于化学试剂微存量检测通常利用电学元件,但电学电路较为复杂以及抗电磁干扰能力较弱,使得传感器精度存在局限性。由于光纤光栅抗电磁干扰、精度高、结构简单等显著优点,本文基于这种新型光学器件,设计研究了一种化学试剂微存量检测的方法,其中包括:光纤光栅压力传感技术的理论研究、弹簧模型传感器的构建和微存量光纤光栅传感器的仿真。1.光纤光栅压力传感技术的理论研究主要包含:光纤光栅传感技术的基本原理和光纤光栅传感灵敏度的推导。光纤光栅折射率呈现周期性结构,使得它可以反射宽带光源中某特定波长的光,透射其他波长的光。当光纤光栅发生应变时,反射光波长发生偏移,通过检测中心波长的偏移量,即可知道外界应变信息。根据光纤光栅谐振方程,推导了实验所用光纤光栅本身的灵敏度Δλ=0.783λ?。2.光纤光栅压力传感器的结构设计和弹簧片模型的构建。光纤光栅压力传感器设计的核心思想是,光纤光栅对轴向应变比切向应变敏感得多,因此要将压力转换为光纤光栅的轴向应变。在多种敏感元件选择比较下,本文选择弹簧片作为传感器的敏感元件,对弹簧片的研究包含:弹簧片的劲度系数、弹簧片的尺寸厚度以及弹簧片的安装过程。经过理论分析,发现了光纤光栅的中心波长偏移量,除了与光纤光栅自身有关,还与敏感元件的弹簧片的一些基本参数有关,例如劲度系数、弹簧片长度等,以此理论研究作为基础,分析并选择了劲度系数E=2000kg/mm~2、长度L=20mm、宽度b=10mm、厚度H=0.5mm的弹簧片,将弹簧片与光纤光栅相连接,根据对材料和器件的保护原则,设计了合适的封装方案,从而构建完整的光纤光栅压力传感器结构。3.微存量光纤光栅传感器的仿真。以微存量化学试剂的重量10g作为基准,将5g—15g作为研究范围,设置0.5g作为步进间隔,通过matlab分析记录下对应的中心波长,绘制重量-波长曲线图。基于测量结果的曲线图,设置确定重量压力,再通过matlab仿真数据反推测量重量,并与实际重量比较得出误差。通过误差分析,证明所设计的光纤光栅化学试剂微存量压力传感器方案可行。