本文選題：光纖光柵　切入點(diǎn)：溫度補(bǔ)償　出處：《煤炭學(xué)報(bào)》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(yīng)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(jì)了一種新型的溫度補(bǔ)償壓力傳感器。建立了膜片結(jié)構(gòu)變形力學(xué)模型,推導(dǎo)出了光纖光柵中心波長漂移與壓力之間的數(shù)學(xué)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(xué)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(jìn)行了仿真分析。傳感器理論壓力靈敏度為40.43 pm/MPa,標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的靈敏度為35.6 pm/MPa,經(jīng)溫度補(bǔ)償后的實(shí)際靈敏度為37.62 pm/MPa,實(shí)現(xiàn)了壓力測量中的溫度補(bǔ)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(yīng)用結(jié)果證實(shí)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(jìn)一步推廣應(yīng)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(xué)深部煤炭資源開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2014ZDPY22) 江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PAPD)(SZBF2011-6-B35) 江蘇省“六大人才高峰”資助項(xiàng)目(2014-ZBZZ-008)
【分類號】：TD353.6;TP212

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本文編號：1603568