光纖光柵傳感產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、發(fā)展高技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是培育新的經(jīng)濟增長點，保持國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，提高產(chǎn)業(yè)整體素質(zhì)的強大動力。光纖光柵作為當(dāng)今先進(jìn)傳感技術(shù)的研究始于30年前，其應(yīng)用的研究有十余年時間，光纖光柵傳感器的研究已經(jīng)發(fā)展形成了多參量、多種類和多用途的格局，顯示出良好的技術(shù)前景和廣闊的應(yīng)用前景。光纖光柵傳感器在國外不斷地商業(yè)化，在傳感器市場所占份額不斷增長，形成了可觀的經(jīng)濟規(guī)模和效益。近年來面對經(jīng)濟和國防建設(shè)的迫切需求，國內(nèi)掀

2、起了光纖光柵傳感技術(shù)的研究熱潮，但研究多數(shù)體現(xiàn)在原理性或少量的個別樣機研制方面，對其產(chǎn)業(yè)化研究較少。因此打破國外技術(shù)壟斷、提高新產(chǎn)品競爭力，滿足國家建設(shè)的需求，其產(chǎn)業(yè)化研究是關(guān)鍵。
　　 光纖光柵傳感器種類繁多，但一般是由光纖光柵、傳感探頭、解調(diào)儀三部分組成，在設(shè)計、生產(chǎn)制備、工程應(yīng)用等光纖光柵傳感系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化過程中有諸多共性。本論文主要以布喇格光纖光柵傳感器以及基于布喇格光纖光柵溫度傳感器的火災(zāi)報警系統(tǒng)為研究對象，分別對光纖光柵

3、傳感系統(tǒng)三大組成部分(光纖光柵、傳感探頭、解調(diào)儀)規(guī)?；a(chǎn)制備中存在的關(guān)鍵技術(shù)、核心工藝、生產(chǎn)規(guī)范及其工程應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究，優(yōu)化形成了規(guī)?；纳a(chǎn)體系和國產(chǎn)化的成套技術(shù)。具體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)敏感元件光纖光柵的產(chǎn)業(yè)化研究：從傳感用光纖光柵的要求出發(fā)，通過對光柵寫入工藝、規(guī)?；夹g(shù)和封裝工藝的研究，總結(jié)出一套完整的光纖光柵規(guī)模化生產(chǎn)工藝和滿足傳感要求的質(zhì)量控制規(guī)范。
　　 (2)光纖光柵傳感器的產(chǎn)業(yè)化研究：以

4、目前最具生產(chǎn)規(guī)模化的光纖光柵溫度傳感器為研究對象，從溫度傳感的要求出發(fā)，通過傳感器封裝實驗，研究了傳感器的結(jié)構(gòu)合理性和規(guī)?；a(chǎn)的封裝工藝。通過對生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵技術(shù)問題的研究，形成了FBG溫度傳感器工業(yè)化生產(chǎn)的工藝規(guī)范和生產(chǎn)線技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。根據(jù)FBG傳感器的特點，綜合光通信等行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對光纖光柵傳感器的可靠性進(jìn)行了研究，提出了FBG傳感器可靠性分析的步驟和傳感器失效的判據(jù)。
　　 (3)解調(diào)儀的規(guī)?；a(chǎn)與工程應(yīng)用研究：由

5、于光纖光柵傳感信號解調(diào)除包含電路、光路部分外，還有光電轉(zhuǎn)換部分的關(guān)鍵器件，解調(diào)技術(shù)非常復(fù)雜。通過分析光纖光柵傳感信號解調(diào)方法，對解調(diào)儀關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，突破技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了解調(diào)儀的國產(chǎn)化、規(guī)?；a(chǎn)。通過解調(diào)儀在工程現(xiàn)場的應(yīng)用研究，形成了一套完整的解調(diào)儀規(guī)?；a(chǎn)工藝和質(zhì)量控制規(guī)范。
　　 (4)光纖光柵傳感系統(tǒng)的工程化應(yīng)用：以光纖光柵火災(zāi)報警系統(tǒng)在油罐、橋梁中的應(yīng)用實例，研究分布式FBG傳感系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的特殊要求，包括傳感