液位及液压是石油化工、生物医药、蓄水供水、环境气象等诸多行业的重要监测参量,液位及液压测量的准确程度关乎这些行业的产量、品质以及生产、运输及存储过程的安全稳定。光纤传感器与传统电学传感器相比,绝缘性好,耐腐蚀,质量轻,体积小,便于组网及远距离检测,对易燃易爆等恶劣环境有良好的适应能力,在特殊环境下的液位及液压测量应用中占有重要的地位。由于液位测量可以通过测量液压并进行换算来实现,本文开展了光纤法珀液压传感器的开腔结构、温度稳定性及压力稳定性研究。本文的具体研究内容包括:1、构建光纤法珀液压传感器的基本模型,分析了传感器的力学及光学测量原理,研究了传感器测量精度的影响因素,包括不同压强及膜片尺寸范围下的膜片受力形变理论以及环境气压、法珀腔内气压和环境温度对法珀腔腔长的影响。2、针对传感器测量准确度的影响因素,分析改进光纤法珀液压传感器的结构和配套的封装体的结构的方法,提出设计并制作了具有开腔结构的光纤法珀液压传感器及其封装,随后根据制作的传感器的具体参数,仿真分析了开腔结构与封闭结构两种传感器的测量准确度。模拟分析证明开腔结构能有效降低传感器的温度灵敏度和气压灵敏度。3、搭建适用于开腔结构光纤法珀液压传感器的实验系统,对开腔结构和封闭结构的光纤法珀液压传感器进行了实验。温度范围为10~40℃,液压范围为0.5~1.3 MPa时,开腔结构的传感器的温漂在0.02%~0.09%F.S./K以内,并且传感器输出的光信号基本不随环境气压变化而变化。实验结果表明,开腔结构有利于提高光纤法珀液压传感器的温度稳定性,也有利于消除外界气压变化对传感器液压测量的影响。