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《山东科技大学》 2010年
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双包层光纤微弯传感器及光纤光栅传感网络设计研究

高超  
【摘要】:光纤传感技术是目前发展最为迅速的传感技术之一。由于光纤传感器及其系统具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、易于组网等优良特性,在航天、航海、石油化工、电力工业、核工业、医疗器械等领域已经有广泛的应用。除了替代传统机电类传感器,新型光纤传感原理及传感器结构层出不穷,多点多参量检测光纤传感系统不断完善。对于新型光纤传感器原理、结构及检测方法的探讨,对于光纤传感网络中关键技术的研究及实现,追求高速、高精度及大网络规模的传感网络系统一直以来是各国科研工作者不懈追求的目标。 本论文以新型光纤传感器结构、检测方法及光纤光栅传感网络技术为研究内容,结合导师科研项目中国博士后基金项目“矿压检测用光纤光栅传感技术及应用研究”(20080441150),利用双包层光纤特殊的结构特性,设计并研制出新型双包层光纤微弯传感器结构,并对其检测技术进行了理论和实验研究;对光纤光栅传感网络技术的原理及实现进行了理论和实验研究,全文共分五章,主要内容包括: 第一章,综述了光纤传感技术的发展现状及趋势,主要包括光纤光栅传感技术、光纤微弯传感技术及光纤传感网络技术。 第二章,利用耦合模理论、传输矩阵法和傅氏变换法,对光纤光栅光学理论进行了研究;理论研究了光纤光栅的基本传感原理;综合分析了非平衡M-Z干涉仪解调法、可调谐F-P滤波器解调法、光纤环镜干涉解调法、匹配FBG滤波解调法几类常用的光纤光栅解调方法。 第三章,对光纤微弯传感器的传感机理及检测技术进行了理论研究。 第四章,针对双包层光纤的结构特性,通过理论和仿真研究,建立了双包层光纤弯曲损耗的理论模型,通过对几种双包层光纤结构参数与传感器灵敏度关系仿真,获得实验用光纤最佳结构参数;在此基础上,理论和仿真分析了变形器的最佳周期、齿间距和齿数问题;利用双包层光纤及双包层光纤耦合器特殊的结构,对双包层光纤微弯传感器及其暗场检测方法进行了实验研究。 第五章,对基于FFP-TF的解调技术原理进行了理论研究,针对制约系统解调精度的核心问题,如FBG峰判别等进行了深入研究。设计并制作出光纤光栅网络解调系统样机;通过对光纤光栅传感器进行实验测量,验证了该解调系统的性能能够满足多点实时监测的需要。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.14

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄山,赵华凤,俞涛,周开军,刘海涛;光纤光栅温度补偿桥式结构[J];半导体光电;2003年06期
2 张伟刚,董孝义;光纤光栅传感系统模型及其关联解调理论[J];光电子·激光;2003年09期
3 杨亦飞,张伟刚,刘波,韦占雄,殷昀虢,开桂云,董孝义;一种新颖的宽带可调光纤光栅滤波器[J];光电子·激光;2005年08期
4 黄勇林,李杰,开桂云,杨翔鹏,刘志国,董孝义;光纤光栅的温度补偿[J];光学学报;2003年06期
5 张伟刚,开桂云,董孝义,刘艳格,王伟,刘志国;光纤光栅多点传感的理论与实验研究[J];光学学报;2004年03期
6 俞钢,何赛灵;一种新型的光纤光栅封装装置[J];光子学报;2004年03期
7 张际;李大海;;光学元件损伤暗场成像检测的算法[J];中国激光;2006年08期
8 王目光,魏淮,简水生;复合型双周期光纤光栅的理论与实验研究[J];物理学报;2003年03期
9 乔学光,贾振安,傅海威,李明,周红;光纤光栅温度传感理论与实验[J];物理学报;2004年02期
10 董孝义,袁树忠,开桂云,刘志国,秦子雄,丁镭,冯德军,赵春柳,马宁,张颖,宁鼎;全光纤光子集成器件及系统[J];物理学进展;2001年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏世明,柴敬,李毅;岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
2 甘维兵;王立新;张翠;;基于调谐滤波的光纤光栅解调技术研究[J];半导体光电;2008年03期
3 林妹妹;王葵如;张锦龙;张琦;;基于保偏光纤环镜的光纤光栅传感解调[J];半导体光电;2009年06期
4 李学金;张杰锋;王欣义;张榕城;;差动式光纤微弯传感器[J];微纳电子技术;2007年Z1期
5 井浩宇;张宇;陈奇;门志伟;房文汇;里佐威;;光纤BRAGG光栅温度传感的机理分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年02期
6 王远生,杨冬晓,毕岗,方培沈,伊林;单个光纤布喇格光栅实现应变温度同时测量的研究[J];传感技术学报;2004年03期
7 邵军;刘君华;乔学光;贾振安;;利用BP神经网络提高光纤光栅压力传感器的选择性[J];传感技术学报;2007年07期
8 王宏亮;张晶;乔学光;王瑜;;一种耐高温光纤Bragg光栅温度传感器[J];传感技术学报;2008年06期
9 刘颖刚,乔学光,贾振安,傅海威;光纤光栅压力传感器及其温度效应研究[J];传感器技术;2004年11期
10 董兴法,班建民,黄勇林,张伟刚,开桂云,董孝义;一种新颖的纤栅式微振动传感器的温度补偿方法[J];传感器技术;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 吴晓斐;陈德智;;塑料光纤的传感器应用[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
2 周国鹏;袁慎芳;;光纤布拉格光栅(FBG)传感器温度、应变分离技术的研究[A];江苏省计量测试学会2005年论文集[C];2005年
3 童杰;;光纤微弯位移传感器的研究和设计[A];江苏计量测试学术论文集(2009)[C];2009年
4 李学金;张杰锋;王欣义;张榕城;;差动式光纤微弯传感器[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
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 倪凯;光纤光栅制备及传感应用研究[D];浙江大学;2011年
3 彭志涛;强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D];中国工程物理研究院;2011年
4 朱正伟;边坡监测的复合光纤装置法研究及其应用[D];重庆大学;2011年
5 张向东;光纤光栅传感技术及在油气井中的应用研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
6 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
7 黄勇林;WDM系统中光分插复用/解复用技术研究[D];南开大学;2003年
8 梁磊;光纤光栅智能材料与结构理论和应用研究[D];武汉理工大学;2005年
9 曹晔;光纤光栅传感器解调技术及封装工艺的研究[D];南开大学;2005年
10 董兴法;阵列化光纤光栅传感器技术研究[D];南开大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
2 马茜;准分布式光纤布拉格光栅温度监测系统的研究[D];大连理工大学;2010年
3 孙静;基于DBR光纤激光器的光生毫米波技术研究[D];天津理工大学;2010年
4 雷飞鹏;双光纤光栅传感器的研究[D];北京交通大学;2010年
5 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
6 刘志伟;高温法珀应变传感器及其在应变天平中的应用[D];电子科技大学;2011年
7 吴方利;基于光纤光栅的岩土应变监测系统软件设计[D];山东大学;2011年
8 张宇;面阵CCD在脉冲激光辐照下的损伤研究[D];长春理工大学;2011年
9 邓文华;光纤微弯压力传感器的检测系统设计[D];南昌大学;2011年
10 马明祥;超窄线宽光纤环形腔激光器跳模研究[D];国防科学技术大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦子雄,杜卫冲,廖常俊,刘颂豪,余重秀;光纤光栅技术的进展及其色散补偿[J];半导体光电;1998年03期
2 钱颖,黄石峰,柏葆华,孙英志;光纤光栅封装技术[J];长春邮电学院学报;2000年02期
3 卓锋,王均宏,李唐军,赵玉成;用于分析双波长光纤光栅的矩阵运算法[J];光电子·激光;2001年04期
4 姜德生,何伟;光纤光栅传感器的应用概况[J];光电子·激光;2002年04期
5 于晋龙,马晓红,王林,杨恩泽,葛春风,杨秀峰,董孝义;主动锁模光纤激光器有理数谐波锁模与重复频率的分频现象[J];光电子·激光;1999年01期
6 蒋英,庞翠珠,陈根祥,简水生;光纤光栅Bragg波长随温度和应力的变化特性及其补偿[J];光通信研究;1999年01期
7 关柏鸥,刘志国,唐涛,葛春风,王江,董孝义;光纤光栅复用温度传感研究[J];光学学报;1999年09期
8 赵东晖,刘云启,董孝义,袁树忠;利用冷却法得到多波长输出的光纤环形激光器[J];光学学报;2000年02期
9 张颖,刘云启,刘志国,王江,赵东晖,开桂云,董孝义;波长扫描极值解调法实现光纤光栅应变和温度传感的测量[J];光子学报;1999年11期
10 孔梅,石邦任;光纤光栅温度与轴向应变响应机制分析[J];光子学报;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王永治;光纤光栅传感器与传感网络[J];传感器世界;2002年05期
2 王文华;林钧岫;;光纤光栅传感领域中的组网技术研究[J];激光杂志;2007年03期
3 李志全,汤敬,许明妍,赵彦涛;分布式光纤光栅传感网络的复用解调技术[J];光电子技术与信息;2005年02期
4 黄俊斌,尹进,姜德生,周祖德,陈定方;基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统[J];海军工程大学学报;2003年05期
5 李志全,黄丽娟,吴飞,王会波,腾峰成;基于OFDR/WDM的光纤光栅传感网络研究[J];光子学报;2005年01期
6 谢芳,张书练,李岩,梁晋文;用应变仪探测光纤光栅波长移动的传感网络[J];光电子.激光;2001年05期
7 刘波,孙桂玲,童峥嵘,曾剑,开桂云,董孝义;光纤光栅传感网络中微弱光信号的检测[J];南开大学学报(自然科学版);2003年02期
8 廖延彪;光纤传感发展近况[J];光电子技术与信息;2000年03期
9 胡志新;王震武;马云宾;张君;;温度补偿式光纤光栅土压力传感器[J];应用光学;2010年01期
10 苑立波;光纤光栅原理与应用(Ⅱ)──光纤光栅制作方法[J];光通信技术;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑慧;陈定方;李勇智;;一种新颖的光纤光栅传感器网络[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
2 张铭;杨德兴;;一种光纤光栅式飞机驾驶杆力传感器[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
3 关致和;周宏山;邵海涛;赵先龙;阮锐;;光纤光栅在海洋测绘中应用研究[A];2000年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2000年
4 黄锐;蔡海文;方祖捷;陈高庭;;调节光纤光栅参数的一种新方法[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
5 徐明政;孙延辉;;石油工业光纤光栅传感技术的研究与应用[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
6 闻传花;李玉权;;星间激光通信中光纤光栅的应用研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 倪明;杨华勇;李智忠;胡永明;;光纤光栅水听器[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
8 韦朴;葛晨晖;赵俊;李玮;张福鼎;樊鹤红;孙小菡;;基于FBG的大规模传感网络调度模型及其算法[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 刘立;陈伟民;章鹏;吴俊;刘浩;;基于光纤光栅的缆索锚固区索力测量传感器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 周智;欧进萍;;FBG智能传感器及其在土木工程中的应用研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨凤鸣;神奇的光纤光栅[N];中国电力报;2004年
2 山东 李保军;浅谈光纤光栅传感器[N];电子报;2005年
3 尚民;俊知集团闪亮传感网络[N];通信产业报;2010年
4 慧芳;无锡11个物联网项目落户[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 黄婕;中科院传感困惑[N];21世纪经济报道;2009年
6 记者 姜澎;上海启动信息领域973项目[N];文汇报;2006年
7 许琦敏;我国无线传感技术完整价值链已初步形成[N];中华建筑报;2006年
8 特约撰稿 周洪波;物联网三大应用框架[N];计算机世界;2010年
9 罗清岳;透析WSN无线传感网络[N];电子资讯时报;2007年
10 本报记者 彭东;无线传感网开创“物联”新纪元[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩悦文;面向物联网应用的大容量光纤光栅传感网络的研究[D];武汉理工大学;2012年
2 王为;光纤光栅在船舶结构健康监测中的关键技术研究[D];天津大学;2010年
3 王静;光纤光栅多参数传感理论技术研究及在地下工程灾害监测中的应用[D];山东大学;2011年
4 王月明;光纤光栅传感产业化技术研究及应用[D];武汉理工大学;2009年
5 张锦龙;基于光纤光栅的传感和解调技术研究[D];北京邮电大学;2009年
6 沈小燕;光纤光栅应变传感及扩大应变传感范围的技术研究[D];天津大学;2010年
7 倪娟;光纤光栅在微波光子学中的应用[D];浙江大学;2011年
8 沈永良;基于旋光色散效应的光纤光栅传感解调方法研究[D];黑龙江大学;2012年
9 颜玢玢;特殊结构光纤光栅理论与应用技术[D];北京邮电大学;2010年
10 倪凯;光纤光栅制备及传感应用研究[D];浙江大学;2011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 周勇;光纤光栅城轨计轴技术[D];武汉理工大学;2010年
3 程立伟;磁光光纤光栅的偏振相关特性研究[D];电子科技大学;2010年
4 李崇真;磁光光纤光栅的双折射特性与磁可调性研究[D];电子科技大学;2011年
5 魏文星;基于ARM的嵌入式光纤光栅振动检测系统[D];山东大学;2010年
6 程洁琳;基于变迹光纤光栅的慢光孤子特性理论研究[D];北京邮电大学;2011年
7 姜旭;基于LabVIEW的电力测温软件系统的设计与实施[D];北京邮电大学;2010年
8 赵玲君;光纤光栅传感器交叉敏感问题的研究[D];江南大学;2011年
9 万贤杰;基于可调谐光源的光纤光栅温度监测系统在电网上的应用[D];中国科学技术大学;2011年
10 张丽莹;基于光纤光栅的加速度传感技术[D];黑龙江大学;2010年
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