基于光纖彎曲損耗流速和密度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究.pdf

1、隨著信息社會(huì)的發(fā)展，傳感器技術(shù)作為高新信息技術(shù)，其重要作用日益顯著。光纖傳感器是世界上興起的一種新型傳感技術(shù)，是科技工作者應(yīng)用光纖通訊和集成光學(xué)技術(shù)成就，并加以發(fā)展的結(jié)晶。由于光纖傳感器應(yīng)用的廣泛性及其廣闊的市場(chǎng)，其研究和開發(fā)在世界范圍內(nèi)引起了高度的重視，各發(fā)達(dá)國(guó)家更是競(jìng)相研究開發(fā)并引起激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
　　 本文從理論上推導(dǎo)并描述了光纖彎曲損耗的原理與分類，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一款基于光纖彎曲損耗的流速測(cè)量新型傳感器，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上

2、驗(yàn)證了它的可靠性與穩(wěn)定性。然后再次把光纖彎曲損耗拓展應(yīng)用到流體密度的測(cè)量，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的探討和驗(yàn)證。該傳感系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、解調(diào)方便等優(yōu)點(diǎn)，可望在流速與密度測(cè)試系統(tǒng)中得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用。具體如下：
　　 （1）系統(tǒng)地介紹了光纖傳感技術(shù)的基本概念、工作原理、主要類型、發(fā)展過程及優(yōu)點(diǎn)，闡述了國(guó)內(nèi)外光纖傳感器在實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)和工程應(yīng)用上的現(xiàn)狀。
　　 （2）研究和分析了光纖的一些基本特性，基本參數(shù)，對(duì)光纖彎曲損耗進(jìn)行

3、了比較全面的分析與描述。本文重新提出使用光纖的彎曲效應(yīng)來作傳感測(cè)量，具有更高的精確度以及更好的實(shí)用價(jià)值。
　　 （3）基于光纖彎曲損耗的理念設(shè)計(jì)出了一款測(cè)量流速的新型傳感結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了一種新的固定與彎曲結(jié)構(gòu)。合理選擇光纖的初始彎曲曲率，能夠優(yōu)化不同流速范圍的流速測(cè)量。采用適當(dāng)阻擋物，增加系統(tǒng)的靈敏度。實(shí)驗(yàn)證明，采用沖擊面積為11×11mm2的阻擋物時(shí)，流速測(cè)量的精確度提高了5倍。
　　 （4）把彎曲損耗傳感器的概念應(yīng)用到密

4、度測(cè)量。理論計(jì)算了針對(duì)不同密度范圍下的不同傳感端浮子要求，對(duì)于常用流體密度測(cè)量。實(shí)驗(yàn)測(cè)得這種光纖密度計(jì)的精確度為±0.02g/cm3
　　 （5）簡(jiǎn)單介紹了另一光纖傳感的工作，在強(qiáng)度型光纖傳感系統(tǒng)中，采用參考端置于與待測(cè)物折射率特性相同的物質(zhì)中，可以消除溫度，振動(dòng)等因素對(duì)測(cè)量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種傳感方式能夠很好地對(duì)物質(zhì)的溶解和凝固過程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
　　 （6）對(duì)本論文研究工作總結(jié)和展望，指出商用化還需注意的一