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《江南大学》 2011年
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基于双光栅双参量的传感研究

鱼瑛  
【摘要】:光纤光栅是近年来在传感领域发展最为迅速的光无源器件之一。此类传感器已经在工农业、环境监测、空间探测、土木工程和铁路运输等诸多领域得到了广泛的应用,成为国内外关注的热点。那么对高性能、低成本的光纤光栅传感器的研究就具有重要的学术意义和经济价值。 在实际应用中利用光纤光栅实现多参量的传感测量一直是研究的热点和难点。本文针对光纤光栅温度和应变双参量同时测量的问题进行了研究。详细介绍了现有的光纤光栅传感器双参量同时分离测量的方法,并对各种方法的优缺点进行了分析。在上述研究的基础上,文中采用了一种基于等强度悬臂梁的双光纤光栅组合法,实现温度与应力的同时分离测量。选用同一批次生产的参数基本一致的两根光纤Bragg光栅,将其分别粘贴在等强度悬臂梁的上下表面,梁上下光栅所受的应力大小相等而方向相反,就会产生两个反射峰,来实现温度与应力的同时测量。通过实验分析表明该方法切实可行,具有制作工艺简单、提高温度和应变灵敏度、节省带宽,降低成本的优点。 针对光纤光栅应变和温度传感的性能指标进行了数值仿真分析,为光纤光栅传感器的实际应用提供理论依据。通过仿真分析,讨论了光纤光栅各种结构参数对均匀光栅、啁啾光栅和切趾光栅的应变和温度传感性能的影响。具体研究了光栅长度、啁啾系数、折变量对光栅反射率、边模抑制比、3dB带宽的影响及相互关系,为在不同应用场合选择最佳光纤光栅传感器提供了参考的依据。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP212.14

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