基于光纖傳感器的沖擊、流量及溫度監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)隨著光纖和光通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，成為一門新興的傳感技術(shù)。它具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強、靈敏度高、動態(tài)范圍大、工作頻帶寬，并且容易實現(xiàn)被測信號的遠(yuǎn)距離監(jiān)控等突出優(yōu)點。本文從理論和實驗兩方面入手，分別對光纖M-Z傳感技術(shù)和基于光纖光柵傳感器的管道流量與電表觸頭溫度監(jiān)測技術(shù)進行研究，并編寫了相關(guān)信號處理軟件。全文主要研究工作包括如下幾個部分：
　　首先，針對典型機械結(jié)構(gòu)動態(tài)載荷監(jiān)測需求，研究了影響光纖M-Z傳感

2、系統(tǒng)偏振特性、相位特性以及系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素。借助數(shù)值模擬得到光纖彎曲、外部環(huán)境應(yīng)力與溫度對干涉系統(tǒng)偏振特性的影響，分析了初始相位差、聲源信號對系統(tǒng)輸出光強及相位延遲的影響。采用相位補償技術(shù)用以消除相位漂移引起的信號衰落現(xiàn)象。
　　其次，構(gòu)建了用于典型機械結(jié)構(gòu)動態(tài)載荷監(jiān)測的光纖M-Z干涉型傳感系統(tǒng)，研制了用于補償干擾信號擾動的相位調(diào)制器。設(shè)計了針對四邊固支鋁合金板結(jié)構(gòu)沖擊載荷信號采集的光纖傳感探頭。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了管道沖擊載荷

3、光纖M-Z干涉型監(jiān)測系統(tǒng)。
　　再次，針對管道流量監(jiān)測需求，設(shè)計了一種適用于管道液/氣兩態(tài)流量測量的光纖光柵傳感器。研究了基于扇式敏感機構(gòu)的光纖光柵傳感模型，數(shù)值模擬得到葉片參數(shù)對流量監(jiān)測靈敏度的影響規(guī)律。借助FLUENT仿真軟件，得到葉片數(shù)、葉徑比下流體流經(jīng)葉片后的壓損特性。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于光纖光柵流速傳感器的工業(yè)管道流體在線監(jiān)測系統(tǒng)。
　　最后，針對電力系統(tǒng)溫度監(jiān)測需求，設(shè)計了基于光纖光柵的僅感溫不受力傳感探頭。采