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液位测量及液体密度测量对现代工业生产和日常生活都具有重要意义。光纤布拉格光栅(FBG)液位及液体密度传感器因具有体积小,响应速度快,灵敏度高等优点而得到广泛研究。目前,基于FBG的液位及液体密度传感器的响应信号主要是FBG的布拉格波长。本文首次提出的利用双布拉格光纤光栅结构的液位及液体密度传感器区别于传统FBG传感器成功实现了功率解调机制。首先,本文对双布拉格光纤光栅结构传感器的传感机制进行了理论分析,我们利用一对相同的光纤布拉格光栅及耦合器组成了基本的传感结构,当广谱光源的光进入耦合器经其中一根FBG反射后,再通过耦合器进入另一根FBG,最终在后者的透射谱中形成两个峰,我们将其称之为左峰和右峰。当外界物理量使其中一根FBG的布拉格波长发生漂移时,两个峰的功率也随之改变,通过测量两峰的功率差就可以实现对外界物理量的测量,这就是基于双布拉格光纤光栅结构的传感器的基本原理。与此同时我们还发现双布拉格光纤光栅传感器的精度受FBG初始反射率影响。反射率越大,传感器的精度越高。接着,本文先利用两根反射率相同,布拉格波长均在1532 nm左右的光纤布拉格光栅FBG1和FBG2搭建成了液位传感装置,液位影响施加在FBG1上的轴向力进而影响它的布拉格波长。FBG1的反射峰射入FBG2,在FBG2的透射谱中原布拉格波长两侧出现两个峰。这样,这两个峰的功率差就受到了液位的调制。本文在理论上模拟了在液位测量过程中双峰的产生及变化过程。实验中实现了对不同密度液体液位的连续测量,研究了温度变化对测量过程的影响,并发现可以通过改变传感探头的底面积来满足不同的测量需求这一有趣的现象。实验数据线性良好,精度可达0.92 d Bm/mm。最后,本文又利用两根反射率相同,布拉格波长均在1540 nm左右的光纤布拉格光栅串联搭建成了液体密度传感装置。液体密度同时影响施加在两个FBG上的轴向力,其中一个FBG的透射谱射入到另一个FBG中,在后者的透射谱中会观察到一个新的峰,我们称之为“X”峰。这样“X”峰的功率就受到了液体密度的调制。文中在理论上模拟了“X”峰的产生并且分析了“X”峰功率随液体密度变化的过程。实验中我们利用”X”峰功率的线性变化区间实现了对液体密度的测量,研究了轴向力引起的非均匀应变和温度变化对测量过程的影响,并发现可以通过改变传感探头体积来满足不同的测量要求。实验结果与理论分析一致。测量精度可达42.87 d Bm/(g/cm3)。