基于光纖光柵溫濕度同時(shí)測量技術(shù)的研究.pdf

1、近幾年，隨著國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，對環(huán)境溫度和濕度準(zhǔn)確測量的需要越來越多。在化工、燃?xì)狻⒚禾康阮I(lǐng)域中，需要在易燃易爆等危險(xiǎn)場所進(jìn)行溫濕度的測量，因此對使用的傳感器提出了特殊要求。由于用光纖光柵制作的各類傳感器有非常好的絕緣性、穩(wěn)定性以及靈敏性，所以很適合用于上述特殊環(huán)境中。本文基于光纖光柵實(shí)現(xiàn)對溫度和濕度的同時(shí)測量。主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，對光纖光柵傳感技術(shù)進(jìn)行介紹，其中包括光纖光柵傳感技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。簡述本課題研

2、究背景，總結(jié)了近幾年來國內(nèi)以及國外采用光纖光柵對溫濕度測量的研究現(xiàn)狀，為后續(xù)傳感器的設(shè)計(jì)提供了思路。
　　其次，詳細(xì)的探討了光纖光柵常見的理論分析方法耦合模理論和傳輸矩陣法。并且利用傳輸矩陣法分析了光柵的周期、柵長以及外界折射率對布拉格光纖光柵和長周期光纖光柵光譜的影響，并且進(jìn)行了仿真。為溫濕度傳感器的設(shè)計(jì)與制作提供了理論上的支撐。
　　再次，設(shè)計(jì)了一種基于長周期和布拉格(LPFG-FBG)級(jí)聯(lián)光柵的溫濕度傳感器。詳細(xì)的分析

3、了溫度和濕度的傳感原理；通過系統(tǒng)的研究影響傳感器對濕度靈敏度的因素，起到優(yōu)化傳感器性能的目的；搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了對溫度和濕度的同時(shí)測量，對濕度的最高靈敏度可達(dá)94.34pm/％RH。
　　最后，設(shè)計(jì)了一種布拉格光纖光柵與光纖法布里-珀羅腔(FBG-FP)溫濕度傳感器。詳細(xì)分析了 FBG-FP腔傳輸特性以及傳感器對溫度和濕度的傳感原理；將 FBG-FP腔進(jìn)行封裝，并進(jìn)行傳感器的制備；搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了 FBG-FP溫濕度傳感