本文關(guān)鍵詞：基于光纖布拉格光柵的新型流量計設計

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【摘要】：流量同溫度、液位、壓力一樣,通常是工業(yè)產(chǎn)業(yè)中需要測量的幾種重要檢測數(shù)據(jù)。同時,工業(yè)經(jīng)濟結(jié)算主要依賴于高精度流量測量,企業(yè)高效率的生產(chǎn)保障依賴于準確的流量測量,流量測量與能源計量、環(huán)境保護、科學研究有著緊密的聯(lián)系。尤其是在能源消耗、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度越來越高的當代社會,流量測量在國民經(jīng)濟中的位置與效用更加顯著。光柵形成的機制實質(zhì)是周期性分布在纖芯內(nèi)所形成的空間相位,其原理是一個窄帶的(透射或反射)濾波器或反射鏡在纖芯內(nèi)形成。光柵具有大范圍反射帶寬、額外損失小、體積小、容易和光纖耦合、可以兼容其它光學儀器為一體,不受外界環(huán)境干擾等一系列優(yōu)點。如今光纖布拉格光柵主要應用在光纖通信領(lǐng)域(如光纖激光器、光纖濾波器)和光纖傳感器領(lǐng)域(如應變、溫度、位移、速度、加速度等測量)方面。本文最開始介紹了研究背景及其研究意義,并且介紹了光纖光柵傳感測量技術(shù)與流量測量技術(shù)相結(jié)合的幾種新型流量測量儀表;然后研究了光纖布拉格光柵的基本原理,和靶式流量計基本測量原理。把二者的基本原理相結(jié)合,分析并推導出了光纖布拉格光柵中心波長與流量之間特性方程。并且在此基礎上設計了一種具有靶式流量計結(jié)構(gòu)的光纖布拉格光柵新型流量傳感器,并把它用耐高溫AB膠粘貼在三角形的懸臂梁上,當懸臂梁受到液體的沖擊發(fā)生形變時,從而導致粘貼在懸臂梁上的光纖布拉格光柵的中心波長發(fā)生漂移。搭建實驗平臺,通過FBGA解調(diào)儀觀察并分析光纖布拉格光柵中心波長的變化情況,進而可以分析并確定流體流量與光纖布拉格光柵中心波長偏移量之間的函數(shù)關(guān)系,建立二者的內(nèi)在聯(lián)系,就可通過觀測光纖布拉格光柵中心波長的偏移量計算得到被測流體的流量。為了克服溫度對單個光纖布拉格光柵產(chǎn)生的溫度交叉敏感問題,本文設計了一種采用兩個中心波長相同的光纖布拉格光柵來解決溫度交叉敏感問題,這種方法可以有效的對溫度交叉效應起到溫度補償作用。這種流量傳感器能夠很好的應用到溫度對流體流量作用比較大的環(huán)境當中。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH814

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