提高光纤布拉格(Bragg)光栅传感器响应灵敏度是提高光纤布拉格光栅传感系统检测精度的有效途径之一。基于弹性聚合物材料封装和金属波纹管封装对光纤布拉格光栅应力响应的增敏作用,提出了一种新颖的应力响应增敏的高灵敏度光纤布拉格光栅压强传感器模型。推导了该传感器的压强与布拉格波长相对偏移量之间的关系,给出了该传感器压强响应灵敏度系数的解析表达式。表明该传感器布拉格波长相对偏移量和压强之间具有良好的线性关系,同时也指出通过适当选择弹性体的弹性模量、波纹管弹性系数等特性参数,以及它们的尺寸,就可以方便地调

基于光纤布拉格光栅传感模型,提出了一种等强度梁与波纹管相结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅压强传感器,推导了光纤布拉格光栅反射波中心波长相对偏移量与压强之间的解析关系式,从理论和实验上给出了压强灵敏度系数。该传感器的理论和实验压强灵敏度系数分别是1.476×10-2 MPa-1、1.35×10-2 MPa-1,是裸光纤光栅的7455倍和6808倍,理论值与实验值吻合得很好。同时指出通过调节等强度梁和波纹管的参量,可以将该传感器的压强灵敏度系数做得很高,直至破坏了光纤布拉格光栅。

利用光纤光栅压强传感机构和汾丘里管设计了一种基于光纤光栅的流速传感器,并推导了光纤光栅中心波长漂移量与流速的关系式。实验表明,该传感器具有较高的灵敏度,稳定性较好,光纤光栅的中心波长随流速的增加而不断向短波方向漂移,而带宽几乎没有变化,实验和理论符合得较好。该流速传感器的动态感测范围为51.0～148.2 mm/s,在该范围内,至少可感测到0.3 mm/s的流速变化,这是目前所报道的最优值。优化光纤光栅压强传感机构及汾丘里管的参量,可测量其它速度段的流速,并可进一步提高传感灵敏度。