用于黏度檢測的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)研究.pdf

1、課題為精密測試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)基金資助項(xiàng)目和中海油能源發(fā)展股份有限公司采油技術(shù)服務(wù)分公司資助項(xiàng)目，主要目的是將光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)傳感技術(shù)與溶液黏度測量相結(jié)合，研究用于黏度檢測的FBG解調(diào)系統(tǒng)。
　　 光纖光柵作為新型的光無源傳感器件具有尺寸小巧、抗干擾能力強(qiáng)、易于分布等優(yōu)點(diǎn)，在傳感領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。論文從光纖光柵出發(fā)，結(jié)合扭振式黏度測量方法，對適用于黏度檢測的F

2、BG解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，并對系統(tǒng)的性能參數(shù)做出評估。
　　 在課題的研究過程中，主要完成以下工作：
　　 1、介紹光纖光柵傳感器的特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀和常用的解調(diào)技術(shù)。通過耦合模理論推導(dǎo)出FBG的傳感機(jī)理，對應(yīng)變和溫度交叉敏感問題的解決方案進(jìn)行分析和總結(jié)。
　　 2、根據(jù)FBG的傳感特性和扭振式黏度計(jì)的探頭規(guī)格，設(shè)計(jì)基于等強(qiáng)度梁的FBG扭振敏感結(jié)構(gòu)嵌于探頭內(nèi)部，采用參考光纖光柵法解決測量過程中

3、存在的應(yīng)變和溫度交叉敏感問題。
　　 3、介紹光纖光柵的邊緣濾波解調(diào)技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上利用長周期光纖光柵(Long Period Grating，LPG)的邊緣濾波特性搭建了用于黏度檢測的FBG解調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)的線性解調(diào)范圍達(dá)到3.59nm，解調(diào)靈敏度為0.097nm-1，顯示精度為0.01 nm，解調(diào)誤差為±0.004nm，可有效檢測出低頻振動信號。
　　 4、LPG作為光學(xué)濾波器件，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到解調(diào)系統(tǒng)性能。針對