光纤光栅流速传感及新型器件研究-光学专业论文.docxVIP

南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究 成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已 公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 鲑遮 2011年5月23日 非公开学位论文标注说明 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部 门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。 论文题目 申请密级 口限N(4Z年) 口秘密(410年) 口机密(420年) 必威体育官网网址期限 20 年 月 日至20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 限制★2年(最长2年，可少于2年) 秘密★10年(最长5年，可少于5年) 机密★20年(最长10年，可少于10年) 摘要摘要 摘要 摘要 光纤光栅对一些外界环境的变化非常敏感，在传感领域得到广泛应用。流 速或流量是实际应用中的一个重要参量，对它的精确测量或标定具有重大实用 价值。本文对常见的布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅作了流速传感方向的研 究，设计研制了一系列光纤光栅流速传感装置，建立了相关理论，并在实验改 进的基础上，解决了温度交叉敏感问题且实现TN量范围可调等功能。 本文的主要研究工作及创新性成果包括： 1、对FBG流速传感作一系列理论分析，设计并制作了基于开口环结构的FBG 流速传感系统，实现了通过测定FBG中心波长漂移量直接测算流速大小的功 能。在此基础上，通过改进传感系统，研制了基于等强度梁的FBG流速传感系 统，有效解决了温度交叉敏感问题，为高灵敏度流速测量提供了实验基础。 2、深入分析影响流速传感装置量程的因素，通过巧妙设计流速管及传感圆筒 结构，实现了测量范围可调的流速感测。实验测试表明：相对于原传感装置， 改进后的传感装置不但保留了较小的测量下限，并使测量上限提高了约3倍。 进一步优化等强度梁结构，还可以改善其应变传递效率，进一步提高流速传感 测量精度。 3、对LPG应用于流速传感进行了探索研究，建立了相关理论模型并进行了 数值模拟，对其在流速传感中的应用作了初步研究，并对后续工作进行了展望。 关键词：光纤传感器布拉格光纤光栅长周期光纤光栅开口环等强度梁 AbstractAbstract Abstract Abstract As a passive filter components，optical fiber is small，and has a small splice loss． Otherwise，it caIl be all compatible wim optical舶％and it can be embedded in smart materials．What’S more，the change of its resonant wavelength on the temperature，strain,refractive index is very sensitive．So it has been widely used in the field of optical fiber communication and sensing．Velocity or flow is one of the most important parameters in industrial production processes，energy metering and other practical applications，and its accurate measurement or calibration is of great practical value．In this paper,we put the research on the direction of the flow rate SenSOr of the common fiber Bragg gratings and long period fiber gratings．We have designed and developed a series of flow—sensing devices，and established the relevant theoretical． And based on the improvement experimental， We have addressed t