本文關(guān)鍵詞：光纖光柵風力計研究，，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)的傳感器有很多獨特的優(yōu)點,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)與流量測量原理結(jié)合起來,開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力計的發(fā)展概況,介紹了本實驗室的光纖光柵刻寫系統(tǒng),闡述了光纖光柵傳感理論,為光纖風力計的研究提供了指導(dǎo)。2、提出了一種基于光纖拉錐和光纖布拉格光柵的風力傳感器,可以準確且有效測量氣體的流速。氣流吹動光纖臂,引起拉錐區(qū)域形變進而導(dǎo)致光損耗的變化,光通過錐形區(qū)域后被光纖布拉格光柵反射回光功率計,通過檢測功率計示數(shù)即可計算出氣流大小。傳感器在0到6.57m/s的風速變化下,分辨率可達0.0187 m/s,靈敏度可達0.315 μW／(m/s)。3、提出了一種基于無芯光纖的熱線型光纖風力計。此風力計是由一段表面鍍了銀膜的FBG與一小段無芯光纖組成；泵浦激光經(jīng)過無芯光纖時,部分激光被耦合進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；當傳感器被置入待測環(huán)境中時,氣流帶走銀膜部分熱量,使FBG溫度降低,通過FBG的諧振波長的漂移即可以測得流速。實驗得到該傳感器風速測量范圍達到0-13.7 m/s,在風速為0.5m/s時,靈敏度和分辨率分別高達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)的熱線型光纖風力計。此風力計是將一段表面鍍了銀膜的FBG與一根單模光纖進行腰椎放大熔接而成,腰椎放大結(jié)構(gòu)相較于無芯光纖具有耦合效率高、機械強度好等特點。實驗得到該傳感器的風速測量范圍達到0-13.7 m/s,在風速為0.5m/s時,靈敏度和分辨率分別高達1000 pm/(m/s)和0.001 m/s。
【關(guān)鍵詞】：光纖傳感器 光纖風力計 光纖光柵
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 光纖風力計的發(fā)展概況16-20
• 1.3.1 風力計的分類16-17
• 1.3.2 光纖風力計的基本概況17-20
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容和研究意義20-21
• 1.4.1 主要研究內(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21-24
• 2.3 光纖布拉格光柵基本傳感原理24-26
• 2.4 本實驗室FBG制備系統(tǒng)26-29
• 2.4.1 載氫裝置26-27
• 2.4.2 刻寫系統(tǒng)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 基于光纖拉錐和FBG的風速傳感器30-44
• 3.1 基于拉錐技術(shù)的光纖流量傳感器簡介30-32
• 3.2 基于光纖拉錐的風力計的結(jié)構(gòu)介紹及制作原理32-37
• 3.2.1 基于光纖拉錐的風力計的結(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 基于光纖拉錐的風力計的傳感機理37-39
• 3.4 實驗結(jié)果和分析39-43
• 3.4.1 實驗裝置圖39-40
• 3.4.2 鐘罩式氣體流量標準裝置40-41
• 3.4.3 實驗結(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式風力計44-62
• 4.1 熱線式光纖風力計的研究進展44-45
• 4.2 熱線式光纖風力計的傳感原理45-46
• 4.3 熱線式光纖風力計的制作技術(shù)和實驗裝置46-48
• 4.3.1 光纖柵的鍍膜技術(shù)46-47
• 4.3.2 風洞實驗室47-48
• 4.4 基于無芯光纖的熱線式光纖風力計48-57
• 4.4.1 無芯光纖長度的模擬49-51
• 4.4.2 實驗裝置51-52
• 4.4.3 實驗結(jié)果和討論52-57
• 4.5 基于腰椎放大結(jié)構(gòu)的熱線式光纖風力計57-62
• 4.5.1 實驗裝置57-58
• 4.5.2 實驗結(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65-69
• 作者簡歷69-70

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