引用本文：
赵向荣，李瑞亚，韩乐强，等. 用于滑动轴承油膜温度压力检测的光纤EFPI-FBG复合传感器[J]. 光通信技术，2026，50（3）：71-77.
赵向荣1，2，李瑞亚1，2*，韩乐强1，2，谭跃刚1，2
（1.高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室，武汉 430070；2.武汉理工大学 机电工程学院，武汉 430070）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：为了测量滑动轴承油膜温度和压力，设计了一种集成光纤非本征法布里-珀罗干涉仪（EFPI）和光纤布喇格光栅（FBG）的复合传感器。该传感器由FBG和微泡型FP腔构成，微泡型FP腔由多模光纤腐蚀后电击制成，并对微泡型FP腔进行金属镍化学镀膜。采用温度和压力标定装置分别对复合传感器进行了温度和压力标定实验。实验结果表明：该复合传感器在0~10 MPa的压力量程范围内FBG中心波长和FP腔长的压力灵敏度分别为-3.24 pm/MPa和-7.23 nm/MPa，二者线性相关系数均达到0.99以上。同时，在-40~120 ℃的温度量程范围内，FBG中心波长和FP腔长的温度灵敏度分别为10.35 pm/℃和0.294 1 nm/℃，温度补偿效果显著。
关键词：滑动轴承；油膜；温度；压力；光纤光栅；光纤法布里-珀罗腔
中图分类号：TN253 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2026）03-0071-07
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2026.03.012
本文设计了一种集成光纤非本征法布里-珀罗干涉仪（EFPI）与光纤布喇格光栅（FBG）的复合传感器，旨在解决滑动轴承油膜状态监测中传统电类传感器尺寸大、易干扰油膜形态，以及难以实现温度与压力双参数精准解耦的难题。
以下是该论文的核心内容简要总结：
1. 核心创新点与传感机制
双参量复合传感：将FBG与微泡型FP腔集成在同一根光纤上，利用两者对温度和压力具有不同响应特性的物理机制，构建双参量同步测量与解耦模型，有效克服了单一传感器存在的交叉敏感难题。
微泡型FP腔设计：采用多模光纤经氢氟酸腐蚀后电弧放电制成微泡型FP腔，该结构不仅具备高灵敏度，还通过巧妙的几何设计增强了对外界压力变化的响应能力。
2. 制备工艺与封装方案
金属化保护处理：针对裸露的光纤结构在恶劣油液环境中易受损的问题，对微泡型FP腔表面进行了化学镀镍处理。金属层有效抵御了水分应力腐蚀，显著提升了传感器的抗疲劳性能与机械强度。
专用密封封装：设计了与滑动轴承轴瓦相匹配的金属压紧封装结构，通过侧面插入并径向开孔导压，结合密封圈与压紧片设计，确保了传感器在高压油膜环境下的可靠密封与稳定测量。
3. 关键实验结果
高线性压力响应：在0~10 MPa的压力量程内，FBG中心波长与FP腔长均随压力呈高度线性变化，其压力灵敏度分别达到 -3.24 pm/MPa 和 -7.23 nm/MPa，线性相关系数均优于0.99。
宽温域温度响应：在-40~120 ℃的温度量程内，FBG中心波长与FP腔长的温度灵敏度分别为 10.35 pm/℃ 和 0.2941 nm/℃，展现出优异的温度感知能力。
精准解耦能力：基于双参量对温度和压力的差异化灵敏度关系，成功建立了数学解算模型，实现了温度与压力信号的独立解算与有效温度补偿。
4. 研究结论与应用前景
该复合传感器兼具体积小、测量精度高、抗电磁干扰能力强等优势，能够同时、精准地获取滑动轴承油膜的温度与压力动态参数。
研究成果为大型工业装备（如重载机械、汽轮机等）中滑动轴承油膜状态的实时健康监测、性能评估与故障预警提供了一种极具潜力的新型光纤传感技术方案。