本文選題：光纖光柵　切入點：溫度補償　出處：《煤炭學報》2017年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了改善現(xiàn)有光纖光柵壓力傳感器應變-溫度交叉敏感的問題,基于光纖光柵傳感原理及彈性膜片結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種新型的溫度補償壓力傳感器。建立了膜片結(jié)構(gòu)變形力學模型,推導出了光纖光柵中心波長漂移與壓力之間的數(shù)學關(guān)系,建立了傳感器靈敏度與膜片材料和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)之間的數(shù)學方程,Matlab數(shù)值分析了膜片參數(shù)對靈敏度的影響,利用有限元軟件ABAQUS對膜片變形特征進行了仿真分析。傳感器理論壓力靈敏度為40.43 pm/MPa,標定實驗的靈敏度為35.6 pm/MPa,經(jīng)溫度補償后的實際靈敏度為37.62 pm/MPa,實現(xiàn)了壓力測量中的溫度補償。測試結(jié)果表明該傳感器具有良好的線性度、較低的啁啾性及較高的穩(wěn)定性,現(xiàn)場應用結(jié)果證實了光纖光柵傳感技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測中的可行性,適合進一步推廣應用。
[Abstract]:In order to improve the strain-temperature cross-sensitivity of fiber Bragg grating pressure sensor, based on the principle of fiber Bragg grating sensor and the structure of elastic diaphragm, A new temperature compensated pressure sensor is designed, the deformation mechanics model of the diaphragm structure is established, and the mathematical relation between the center wavelength shift of fiber grating and the pressure is deduced. The mathematical equation between the sensitivity of the sensor and the parameters of the material and structure of the diaphragm is established. The influence of the diaphragm parameters on the sensitivity is analyzed numerically by Matlab. The finite element software ABAQUS is used to simulate the deformation characteristics of the diaphragm. The theoretical pressure sensitivity of the sensor is 40.43 pm / MPa, the sensitivity of calibration experiment is 35.6 pm / MPa, and the actual sensitivity after temperature compensation is 37.62 pm / MPa. Test results show that the sensor has good linearity. The field application results prove the feasibility of fiber Bragg grating sensing technology in coal mine safety monitoring, which is suitable for further application.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學深部煤炭資源開采教育部重點實驗室;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目(2014ZDPY22) 江蘇省高校優(yōu)勢學科建設(shè)工程資助項目(PAPD)(SZBF2011-6-B35) 江蘇省“六大人才高峰”資助項目(2014-ZBZZ-008)
【分類號】：TD353.6;TP212

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙海云,王杰明;用光纖光柵網(wǎng)絡(luò)傳感器進行立體相似材料模型的測量[J];工礦自動化;2005年03期

2 劉金tD;柴敬;朱磊;張廣文;楊建華;王振平;;巖層變形檢測的光纖光柵多點傳感理論與工程應用[J];光學學報;2008年11期

3 魏世明;柴敬;;巖石變形破壞過程的光纖光柵傳感檢測方法研究[J];河南理工大學學報(自然科學版);2010年02期

4 柴敬;邱標;劉金tD;李毅;董梁;張廣文;楊建華;王振平;;基于光纖光柵監(jiān)測的松散地層深部注水試驗[J];煤炭學報;2012年02期

5 魏世明;柴敬;;巖石變形光纖光柵傳感檢測的應變傳遞分析[J];實驗力學;2010年04期

6 劉訓濤;王麗;;壓力傳感器參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究[J];煤炭技術(shù);2006年06期

7 魏世明;柴敬;尹士獻;;巖石峰前階段變形光纖光柵傳感檢測研究[J];工礦自動化;2011年03期

8 趙華瑋;苗可彬;;基于光纖傳感的礦用生命體征監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];煤炭科學技術(shù);2012年08期

9 柴敬;張丁丁;李毅;張渤;李旭娟;劉延欣;王春耀;姜春才;;光纖光柵技術(shù)測量地溫的方法及應用[J];中國礦業(yè)大學學報;2014年02期

10 張建榮;;一種利用光纖光柵技術(shù)的巷道實時監(jiān)測系統(tǒng)[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2011年22期

相關(guān)會議論文 前10條

1 趙增玉;陳聚武;;光纖光柵測溫技術(shù)在變電站的應用[A];煤礦高效集約化開采技術(shù)與機電一體化裝備論文集[C];2007年

2 張偉;;復雜條件下井壁變形光纖光柵監(jiān)測技術(shù)[A];全國煤礦千米深井開采技術(shù)[C];2013年

3 蔣樹屏;;隧道圍巖中系統(tǒng)錨桿支護效果的研究[A];巖石力學在工程中的應用——第二次全國巖石力學與工程學術(shù)會議論文集[C];1989年

4 胡林;;綜掘錨桿支護裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A];煤礦安全、高效、潔凈開采——機電一體化新技術(shù)學術(shù)會議論文集[C];2009年

5 桂祥友;馬云東;郁鐘銘;;錨桿支護可靠性動態(tài)設(shè)計計算機系統(tǒng)與應用研究[A];貴州省巖石力學與工程學會2010年學術(shù)年會論文集[C];2010年

6 司林坡;;對錨桿支護中一些問題的探討[A];采礦工程學新論——北京開采所研究生論文集[C];2005年

7 王聯(lián)合;侯俊鋒;;黃陵一號煤礦錨桿支護施工監(jiān)測方案設(shè)計[A];西部礦山建設(shè)工程理論與實踐[C];2009年

8 張玉君;段升金;張振海;;錨桿支護失效原因分析及防范措施[A];第六屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2011年

9 王萬冬;;大力推廣錨桿支護 促進煤礦安全生產(chǎn)[A];2003年中國科學技術(shù)協(xié)會學術(shù)年會、“安全健康：全面建設(shè)小康社會”專題交流會、全國第三次安全科學技術(shù)學術(shù)交流大會論文集[C];2003年

10 顧金才;沈俊;;錨桿支護洞室受力反應與破壞形態(tài)比例模型試驗研究[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學問題——中國北方巖石力學與工程應用學術(shù)會議文集[C];1991年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 崔大漢邋薛建宏;煤科院專家解讀“錨桿支護”[N];經(jīng)理日報;2007年

2 李宛玲 郭雪飛;王莊礦一項技術(shù)節(jié)支2.45億元[N];山西經(jīng)濟日報;2004年

3 梁勇;祁東礦錨桿支護達100% 徹底取消架棚支護[N];經(jīng)理日報;2007年

相關(guān)博士學位論文 前5條

1 張桂花;表面黏貼式光纖光柵傳感原理及其實驗研究[D];西安科技大學;2013年

2 魏世明;巖體變形光纖光柵傳感檢測的理論與方法研究[D];西安科技大學;2008年

3 蘇百順;基于光纖光柵的乳化液濃度傳感器的研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2012年

4 黃靖龍;新型機械式可回收端錨桿支護機理及應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

5 周紀軍;爆炸動載對近區(qū)錨桿支護結(jié)構(gòu)影響的試驗研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 馮銘瀚;應用于生命探測領(lǐng)域光纖檢波器的研制[D];吉林大學;2015年

2 李佳成;地震物理模型光纖光柵超聲成像技術(shù)研究[D];西北大學;2016年

3 王拓;回采巷道全長樹脂錨桿錨固力學特性研究[D];安徽理工大學;2017年

4 譚玖;基于FBG的煤礦采空區(qū)溫度場監(jiān)測技術(shù)的研究與應用[D];武漢理工大學;2015年

5 朱磊;濟三煤礦松散地層沉降變形光纖光柵監(jiān)測技術(shù)研究[D];西安科技大學;2008年

6 劉顯威;鮑店煤礦松散層沉降變形光纖光柵監(jiān)測研究[D];西安科技大學;2014年

7 劉泉;巷道頂板的光纖光柵監(jiān)測試驗研究及穩(wěn)定性分析[D];北京科技大學;2009年

8 賈浪;基于光纖光柵磁耦合傳感器的葉尖定時法振動監(jiān)測的研究[D];武漢理工大學;2012年

9 劉鑫;本質(zhì)安全無線壓力傳感器天線設(shè)計研究[D];太原理工大學;2015年

10 朱克銀;用于煤礦支護墻監(jiān)測的光纖光柵壓力傳感器研究[D];武漢理工大學;2013年

，

本文編號：1603568