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《哈尔滨工程大学》 2005年
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基于荧光光纤光栅的应变与温度同时测试技术

孙伟民  
【摘要】:光纤光栅作为一种重要的光子学器件,在光纤通信及光纤传感等领域均获得了非常广泛的应用。根据实际应用领域及应用环境的不同,人们设计了各种不同结构、不同性能的光纤光栅,也发展了各种各样的光纤光栅制作与解调技术。光纤光栅可以进行应变、温度、压力、位移、浓度等多种物理及化学参量的测试,已经成为各种智能结构的重要组成部分。光纤光栅的这种多重敏感性导致了多参量的交叉敏感问题,尤其是在工程实践中经常遇到的温度与应变的交叉敏感问题。应变检测是光纤光栅传感器应用最为活跃的领域,而在实际测试环境中,温度对应变测量的影响是不可避免的。人们尝试了多种手段来实现温度与应变的分离。 光纤荧光传感器广泛应用于温度测量、浓度检测及pH值检测等领域,其传感参量包括荧光强度、荧光强度比和荧光寿命等。其中荧光寿命测量方法由于与泵浦光强度无关,又不需要昂贵的窄带滤波片,是一种非常有效的检测手段。 本文使用了一种结合了光纤光栅与荧光光纤传感器优点的新型光子学器件——荧光光纤光栅进行温度及应变的同时测量。在理论及实践方面主要从事了以下几个方面的研究: (1)本文在讨论几种常见的光纤光栅传光理论的基础上,对荧光光纤光栅的传光理论进行了讨论,尤其对合一式荧光光纤光栅提出了一种新的理论分析方法——荧光叠代法,并给出了仿真结果。 (2)本文在比较了各种光纤光栅制作方法的基础上,提出了采用连接荧光光纤与光纤光栅或采用在载氢荧光光纤上刻制光纤光栅的方法制作荧光光纤光栅的实验方案,并实际制作了几种不同结构的荧光光纤光栅用于温度及应变同时测量。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN253

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾丹平;测温式光纤电流互感器的研究[D];沈阳工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 包玉龙;基于荧光强度比的光纤布拉格光栅温度应变传感器[D];北京交通大学;2010年
2 孟展;光纤光栅传感器测量技术的研究[D];河南大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张锦龙;余重秀;王葵如;;基于特殊结构悬臂梁的FBG温度补偿压力传感器[J];半导体光电;2008年02期
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8 王玉田;曹丽芳;;光纤Bragg光栅应力测量的研究[J];传感技术学报;2007年05期
9 姚远;易本顺;董小鹏;邹毅;肖进胜;;基于双芯光纤滤波器解调的光纤光栅电流测量[J];传感技术学报;2008年06期
10 张建标,陈兴,黄俊,姜德生;一种可用于溶解氧测定的光纤氧传感器[J];传感器技术;2002年10期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 张昊;刘波;贾承来;;一种光纤折射率的新型测量方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 崔文涛;刘艳格;邰伯寅;王兵;;基于级联长周期光纤光栅的多参量传感器研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 罗尧治;翟振锋;沈雁彬;;现役网架加载试验与光纤光栅检测[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
4 戴碧智;张在宣;;用于S波段光纤拉曼放大器增益平坦的长周期光纤光栅设计[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
5 官庆;冯莹;朱志武;姜广文;魏立安;;长周期光纤光栅耦合模理论分析与数值模拟[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
6 孙伟民;赵磊;姜富强;刘志海;张聪;苑立波;;带温度补偿的荧光光纤光栅多方向应力测量[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨秋霞;连续波腔衰荡光谱技术特性及在气体浓度测量中应用研究[D];燕山大学;2011年
3 李可佳;基于钛扩散铌酸锂波导的电光ROADM的研究[D];天津大学;2011年
4 张悦;基于拉曼散射的分布式光纤火灾预警方法、技术研究及实现[D];中北大学;2011年
5 苏绍璟;大量程纳米级光栅位移测量理论及关键技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
6 李新霞;光纤化学传感器、仪器系统的研制及其在生物医药和环境监测中的应用[D];新疆医科大学;2002年
7 巨养峰;光纤超荧光光源和固体激光器件[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2002年
8 王义平;新型长周期光纤光栅特性研究[D];重庆大学;2003年
9 董全林;轧钢机接轴转动能量传输信息模型的研究[D];燕山大学;2003年
10 谢增鸿;多孔塑料光纤传感探头的制备及应用研究[D];福州大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高超;双包层光纤微弯传感器及光纤光栅传感网络设计研究[D];山东科技大学;2010年
2 郭东歌;基于LPFGs氢敏探测器的研究[D];郑州大学;2010年
3 李梦飞;基于Grails+Spring+Hibernate框架的水体溶解氧检测分析设计[D];安徽农业大学;2010年
4 黄振江;基于特殊结构应变计的新型百分表式标准测力仪研制[D];华南理工大学;2010年
5 张海亮;一种基于空心柱体结构的光纤Bragg光栅下旋式同轴圆筒粘度仪[D];昆明理工大学;2009年
6 陈敏;温度自补偿式光纤Bragg光栅应变传感器[D];昆明理工大学;2010年
7 温永康;双包层铒镱共掺光纤放大器的增益平坦特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 王莹莹;无源光纤直流电流传感器的研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 孟展;光纤光栅传感器测量技术的研究[D];河南大学;2011年
10 王志国;光纤Bragg光栅应变检测技术研究[D];南京理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 江毅,李建蜀,黄尚廉;光纤相位光栅(布喇格光栅)的制作[J];半导体光电;1995年02期
3 陈少武,韩勤,胡传贤,金才政;大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统[J];半导体学报;2001年12期
4 关铁梁;同时测量应力和温度的光纤传感技术述评[J];传感技术学报;1997年02期
5 王宁,朱永,封君,陈伟民,黄尚廉;光纤法珀应变传感器波长检测量化误差理论分析[J];传感技术学报;2001年04期
6 张友俊,胡文豪,汤伟中;荧光光纤温度传感器原理性实验系统的研制[J];传感器技术;1997年02期
7 陈冠三;实用的在线光纤电流传感器[J];传感器技术;2001年03期
8 张友俊;荧光光纤传感器的表面非接触测温[J];传感器技术;2001年06期
9 张友俊,汤伟中,郭军伟,周泓;非接触型荧光屏光纤温度传感器[J];传感器技术;1999年03期
10 姜德生,方炜炜;Bragg光纤光栅及其在传感中的应用[J];传感器世界;2003年07期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 胡春海;光纤荧光温度传感器理论和实验研究[D];燕山大学;2004年
2 孙丽;光纤光栅传感技术与工程应用研究[D];大连理工大学;2006年
3 王海明;电子式电流互感器传感头的理论与工艺研究[D];燕山大学;2006年
4 刘波;光纤光栅传感系统的研究与实现[D];南开大学;2004年
5 余有龙;光纤光栅及其在传感领域中应用的研究[D];南开大学;1999年
6 张卫华;倾斜光纤光栅传感解调技术与网络的基础研究[D];南开大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 崔书平;医用光纤温度计的研究[D];沈阳工业大学;2003年
2 汤敬;分布式光纤光栅应变和温度同时测量的系统研究[D];燕山大学;2004年
3 李景义;低成本光纤光栅传感特性及系统研究[D];重庆大学;2005年
4 谭敏峰;光纤Bragg光栅传感特性及其测试技术[D];武汉理工大学;2006年
5 王冬生;荧光光纤温度传感器的研究[D];燕山大学;2006年
6 石丰琦;高浓度掺铒光纤特性研究[D];北京交通大学;2008年
7 兆雪;双参量同时区分测量光纤光栅传感的研究[D];西北大学;2009年
8 郭炜;光纤光栅温度和应变测量技术研究[D];华北电力大学(河北);2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐金涛;王英利;王嘉;冯建华;于永明;郑伟;;全光纤电流传感器在智能电网中的应用[J];电器工业;2011年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王莹莹;无源光纤直流电流传感器的研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 王阳;测温式光纤直流电流测量技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年
3 熊涛;基于FPGA的高速光纤光栅解调仪的硬件电路设计[D];武汉理工大学;2012年
4 柯捷;基于布拉格光纤光栅传感器的汽车行驶跑偏测试系统的研究[D];武汉理工大学;2012年
5 刘文嘉;光纤持气率计多相流响应规律研究[D];东北石油大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 何瑾琳,马先,毛庆和,孙小菡,张明德;布拉格光纤光栅反射和色散谱特性的研究[J];电子器件;1999年04期
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10 孙安,乔学光,贾振安,郭团,陈长勇;光纤光栅温度和应力同时区分测量传感技术[J];光电子·激光;2003年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史双瑾;邱琪;邱志成;廖云;熊彩东;;基于光纤光栅的实时延时技术[J];半导体光电;2009年05期
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3 王目光,魏淮,童治,李唐军,简水生;利用双周期光纤光栅实现应变和温度同时测量[J];光学学报;2002年07期
4 郑立林;王莲芬;张瑜;刘皓淳;;基于光纤光栅的应变与温度分离技术的研究[J];光学技术;2007年S1期
5 曾祥楷,饶云江,余般梅,王义平,朱涛,冉曾令;光纤应变、温度、振动同时测量新技术的研究[J];光子学报;2001年10期
6 张洪波,沈竹,黄海,李福太;用双周期光纤光栅实现温度和应变的同时测量[J];光学与光电技术;2003年05期
7 关柏鸥,TamHY,HoSL,LiuSY,董孝义;用一根光纤光栅实现温度与应变的同时测量[J];光学学报;2000年06期
8 关柏鸥,H.Y.Tam,S.L.Ho,W.H.Chung,董孝义;单光纤光栅温度应变双参数传感研究[J];中国激光;2001年04期
9 姜海丽;孙伟民;张聪;;同时测量荧光光纤温度和应变的实验研究[J];光子学报;2007年07期
10 贾振安;冯飞;乔学光;张倩;;光纤光栅温度和应变同时测量技术研究进展[J];光通信技术;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑伟;卓仲畅;苏雪梅;于永森;张玉书;;利用取样光纤光栅实现应变和温度同时测量[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
2 张先臣;;利用光纤双折射效应实现应变和温度同时测量[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
3 吴先前;吴臣武;宋宏伟;黄晨光;;超燃冲压发动机燃烧室热-结构试验研究[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
4 郑立林;王莲芬;张瑜;刘皓淳;;用可调谐F-P滤波器实现分布式应变与温度同时测量系统[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
5 秦红;沈辉;张仁元;史保新;梁振南;;蓄冷降温式太阳电池组件的研究开发[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集:迎接光伏发电新时代[C];2008年
6 阎红;;国产GTS1型数字探空仪储存后温度、湿度和气压漂移分析[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年
7 王振华;卢咏来;张立群;;原位改性对纳米氢氧化镁/EPDM复合材料性能的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 于江南;王登元;邓菲菲;陈丹;李杰;;温度对棉花上烟粉虱实验种群的影响[A];粮食安全与植保科技创新[C];2009年
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10 王世斌;李林安;亢一澜;贾海坤;张世杰;;多场耦合下纳米尺度薄膜力学性能的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 上海农科热线供稿;温度是育雏成败的关键因素之一[N];东方城乡报;2009年
2 林鸣;温度带来的启迪[N];中国质量报;2011年
3 杜爽;两元相融中寻找最适的温度[N];中国经营报;2005年
4 中国家用电器商业协会 傅教智;我们须如此应变[N];中国电子报;2000年
5 言立;人在拍场 应变随机[N];中国商报;2001年
6 王讯;巧控温度育壮苗[N];山东科技报;2004年
7 本报记者 李少林;渠道商该如何应变[N];中国电子报;2002年
8 胡春;随“税”应变[N];中国信息报;2000年
9 本报记者 王冠星;在这里感受安全的温度[N];中国煤炭报;2011年
10 本报记者 李颖;人体能耐多高温度?[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙伟民;基于荧光光纤光栅的应变与温度同时测试技术[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 林韶峰;基于超声波的非侵入式压力测量方法研究[D];浙江大学;2005年
3 施斌;种植义齿两种设计及两种固位方式的生物力学研究[D];武汉大学;2005年
4 李天;温光对水稻籽粒碳水化合物代谢及品质的影响[D];四川农业大学;2005年
5 汤国璋;多年冻土隧道开挖稳定性及其渗漏水特征分析[D];中南大学;2005年
6 萧鹏;红外目标模拟器辐照度测量技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 张新忠;利用2n配子创新园艺作物种质的研究[D];沈阳农业大学;2002年
8 彭涛;脉冲强磁体分析设计的理论与实践[D];华中科技大学;2005年
9 王常慧;内蒙古温带典型草原土壤净氮矿化作用[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
10 杨明峰;烟草NtFAD2基因的沉默及功能研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王建军;超结构光纤光栅传感特性的研究[D];燕山大学;2006年
2 汤敬;分布式光纤光栅应变和温度同时测量的系统研究[D];燕山大学;2004年
3 张吉生;外差检测式光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统研究[D];华北电力大学(河北);2009年
4 吴冬梅;竹胶合板变形和表面应变及相关因素影响的研究[D];中南林学院;2005年
5 赵纪红;应力诱导的硅表面二次谐波的产生[D];吉林大学;2008年
6 李娜;组织工程中应变对骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的影响[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
7 李昕;坝内埋管极限状态及设计方法研究[D];武汉大学;2005年
8 王祖明;光纤布喇格光栅传感信号解调技术研究[D];燕山大学;2006年
9 孙圣迪;金属型材压缩弯曲工艺的研究[D];燕山大学;2005年
10 唐海明;棉花温敏雄性不育系特棉S-1生长发育及育性转换规律研究[D];湖南农业大学;2005年
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