本文關(guān)鍵詞：光纖光柵風(fēng)力計(jì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：基于光纖的傳感器相比傳統(tǒng)的傳感器有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),比如抗電磁波干擾、耐侵蝕、結(jié)構(gòu)緊湊和靈敏度較高等。本論文將光纖傳感技術(shù)與流量測(cè)量原理結(jié)合起來(lái),開(kāi)展了基于光纖布拉格光柵(FBG)的新型流量傳感器研究。論文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1、回顧了光纖光柵傳感器的研究情況和光纖風(fēng)力計(jì)的發(fā)展概況,介紹了本實(shí)驗(yàn)室的光纖光柵刻寫(xiě)系統(tǒng),闡述了光纖光柵傳感理論,為光纖風(fēng)力計(jì)的研究提供了指導(dǎo)。2、提出了一種基于光纖拉錐和光纖布拉格光柵的風(fēng)力傳感器,可以準(zhǔn)確且有效測(cè)量氣體的流速。氣流吹動(dòng)光纖臂,引起拉錐區(qū)域形變進(jìn)而導(dǎo)致光損耗的變化,光通過(guò)錐形區(qū)域后被光纖布拉格光柵反射回光功率計(jì),通過(guò)檢測(cè)功率計(jì)示數(shù)即可計(jì)算出氣流大小。傳感器在0到6.57m/s的風(fēng)速變化下,分辨率可達(dá)0.0187 m/s,靈敏度可達(dá)0.315 μW／(m/s)。3、提出了一種基于無(wú)芯光纖的熱線(xiàn)型光纖風(fēng)力計(jì)。此風(fēng)力計(jì)是由一段表面鍍了銀膜的FBG與一小段無(wú)芯光纖組成；泵浦激光經(jīng)過(guò)無(wú)芯光纖時(shí),部分激光被耦合進(jìn)光纖包層并被金屬銀膜吸收產(chǎn)生熱量,從而使FBG的溫度升高；當(dāng)傳感器被置入待測(cè)環(huán)境中時(shí),氣流帶走銀膜部分熱量,使FBG溫度降低,通過(guò)FBG的諧振波長(zhǎng)的漂移即可以測(cè)得流速。實(shí)驗(yàn)得到該傳感器風(fēng)速測(cè)量范圍達(dá)到0-13.7 m/s,在風(fēng)速為0.5m/s時(shí),靈敏度和分辨率分別高達(dá)333.3 pm/(m/s)和0.003 m/s。4、提出一種基于腰椎放大結(jié)構(gòu)的熱線(xiàn)型光纖風(fēng)力計(jì)。此風(fēng)力計(jì)是將一段表面鍍了銀膜的FBG與一根單模光纖進(jìn)行腰椎放大熔接而成,腰椎放大結(jié)構(gòu)相較于無(wú)芯光纖具有耦合效率高、機(jī)械強(qiáng)度好等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)得到該傳感器的風(fēng)速測(cè)量范圍達(dá)到0-13.7 m/s,在風(fēng)速為0.5m/s時(shí),靈敏度和分辨率分別高達(dá)1000 pm/(m/s)和0.001 m/s。
【關(guān)鍵詞】：光纖傳感器 光纖風(fēng)力計(jì) 光纖光柵
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN253
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景13
• 1.2 光纖光柵傳感器的應(yīng)用13-16
• 1.3 光纖風(fēng)力計(jì)的發(fā)展概況16-20
• 1.3.1 風(fēng)力計(jì)的分類(lèi)16-17
• 1.3.2 光纖風(fēng)力計(jì)的基本概況17-20
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究意義20-21
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.4.2 研究意義20-21
• 2 光纖光柵的基本理論21-30
• 2.1 光纖光柵的概況21
• 2.2 光纖光柵的分類(lèi)21-24
• 2.3 光纖布拉格光柵基本傳感原理24-26
• 2.4 本實(shí)驗(yàn)室FBG制備系統(tǒng)26-29
• 2.4.1 載氫裝置26-27
• 2.4.2 刻寫(xiě)系統(tǒng)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 基于光纖拉錐和FBG的風(fēng)速傳感器30-44
• 3.1 基于拉錐技術(shù)的光纖流量傳感器簡(jiǎn)介30-32
• 3.2 基于光纖拉錐的風(fēng)力計(jì)的結(jié)構(gòu)介紹及制作原理32-37
• 3.2.1 基于光纖拉錐的風(fēng)力計(jì)的結(jié)構(gòu)介紹32-33
• 3.2.2 光纖拉錐的制作33
• 3.2.3 光纖拉錐的原理33-35
• 3.2.4 光纖拉錐的模擬分析35-37
• 3.3 基于光纖拉錐的風(fēng)力計(jì)的傳感機(jī)理37-39
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析39-43
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置圖39-40
• 3.4.2 鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置40-41
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 基于鍍膜光纖光柵的熱線(xiàn)式風(fēng)力計(jì)44-62
• 4.1 熱線(xiàn)式光纖風(fēng)力計(jì)的研究進(jìn)展44-45
• 4.2 熱線(xiàn)式光纖風(fēng)力計(jì)的傳感原理45-46
• 4.3 熱線(xiàn)式光纖風(fēng)力計(jì)的制作技術(shù)和實(shí)驗(yàn)裝置46-48
• 4.3.1 光纖柵的鍍膜技術(shù)46-47
• 4.3.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室47-48
• 4.4 基于無(wú)芯光纖的熱線(xiàn)式光纖風(fēng)力計(jì)48-57
• 4.4.1 無(wú)芯光纖長(zhǎng)度的模擬49-51
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置51-52
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論52-57
• 4.5 基于腰椎放大結(jié)構(gòu)的熱線(xiàn)式光纖風(fēng)力計(jì)57-62
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置57-58
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論58-62
• 4.6 本章小結(jié)62
• 5 總結(jié)與展望62-65
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 作者簡(jiǎn)歷69-70

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本文編號(hào)：389787