光纖光柵感測器於壓力量測之應用

詹凱博(Kai-Po Chan)

指導教授 ： 單秋成

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2005年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2005.02920

摘要

一般量測脊椎椎間盤內壓力的感測器是以電阻式應變計作為傳感元件，此技術的缺點為應變計具有一定的尺寸，因此被測者會有一定的損傷與不適之威脅，此外，應變計式壓力感應器在體內使用有絕緣的問題及觸電的危險，其輸出的電壓訊號容易被其他醫療儀器所發出的電磁雜訊干擾。
有鑑於目前所用的侵入式壓力量測器之缺點，故本文旨在發展出一尺寸較小，且結構較為強韌亦較便宜之感測器，本實驗以光纖光柵為傳感元件，將最主要的感測部份置於一般醫療用之ST不鏽鋼針管內，並透過一將壓力與光纖光柵應變轉換之機制以達到壓力感測之目的，更達到可以深入量測壓力之效，由於光纖的尺寸只有62.5-125μm大小，故可將感測器整體的管徑縮小至0.7mm以下，而且也沒有電流、電磁波的干擾影響。本實驗以複動式油壓缸模擬壓力系統，並施以外力改變其內部液體壓力，用以校正本實驗之壓力感測器。本實驗所採用的薄膜型感測器對於壓力之量測線性度R2有0.99以上，其誤差範圍在1%之內。以光柵彎曲變形為感測機制的薄膜1型感測器之精度為40Hg，雖然在使用上其精度不敷使用，然而其所能容忍之壓力範圍相當之大，可至2MPa以上，而薄膜2型感測器之精度為壓力量測範圍至少有300 KPa，約為2280 mmHg，其精度有1.6mmHg，已經不下於許多市面上所販售之侵入式血壓量測儀。

關鍵字

光柵 ； 壓力 ； 感測器

並列摘要

無資料

並列關鍵字

pressure ； sensor

參考文獻

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