收藏本站
《昆明理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

测量液位的波纹膜片式光纤Bragg光栅压力传感器

李丹  
【摘要】:液位测量传感器作为自动控制、计量的重要核心元件被大量应用在石化等工业领域,以保证生产过程各环节中液位的平衡并为进行经济核算提供可靠的依据;维持正常生产、保证产品的产量和质量、以及保证安全生产具有重要的意义。 易燃液体,如汽油等,通常是被储藏在高度为几十米以下的密闭容器中,如何安全并可靠的测量出密闭容器中的易燃液体液位一直是石化行业的重点问题。上述密闭容器中的易燃液体,其对容器底部所产生的压强通常为几个兆帕。目前国内外对于易燃液体液位测量的液位传感器,一般都是电学传感器。这类传感器虽然测量水平已达到较高的自动化程度和测量精度,但上述方法大都采用电激励和电信号传输,在测量易燃液体时极易因火花放电而引起火灾或爆炸,即使采用防爆处理过的本安传感器也还是存在有一定的风险,且价格较高并较难形成测量网络。 光纤Bragg光栅传感技术是一种新型的传感技术,通过Bragg波长的漂移来获得诸如应力、温度、振动、加速度等外部参量,由于它的测量手段和传输途径都为光信号,因此具有不受环境的电磁干扰、本安等优点,能够极大地提高测量的安全性和可靠性。因而在测量易燃液体液位领域中,光纤Bragg光栅传感器具有广阔的应用前景。本课题采用光纤Bragg光栅作为敏感元件,对其用于液位测量的相关理论和技术进行了一系列理论分析和实验研究。 针对现有条件,选择低压作为实验研究对象,并采用较为简单的压力法测量方式,以便掌握传感数学模型在实际测量中的特点,并提出相应的改进方案。后期依据实验验证的传感数学模型原理,改变换能元件的材料和尺寸来达到增大测量对象量程的目的。目前通过理论分析与实验研究已完成了以下主要工作: 1、基于膜片中心挠度变化与所受压强呈线性关系;基于粘贴在等强度悬臂梁上的光纤Bragg光栅其波长波变化与悬臂梁所受应力呈线性关系等理论建立了传感模型,设计了测量液位的光纤Bragg光栅压力传感器; 2、根据所选材料及其尺寸计算出该传感器的理论灵敏度。理论灵敏度为7pm/cm;理论分别率为:0.14cm/pm。 3、通过实验的方式,测量出了实际灵敏度为:加载4.9pm/cm,卸载5.4pm/cm;实际分辨率为:0.20cm/pm; 4、实验结果表明Bragg波长漂移值与液位变化量呈较好的线性关系,实验证明了该传感器的设计是可行的,这为后期传感器的实用化研究提供了良好的开端。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP212.14

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲍东杰;李静;林青;苏娟;;功的互等法解复杂边界条件下厚矩形板的弯曲[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 郭长辉;李静;张晋明;鲍东杰;;求解集中载荷作用下厚矩形板弯曲的新方法[J];四川建筑科学研究;2009年01期
3 李静;郭长辉;鲍东杰;付宝连;;功的互等法求解均布载荷作用下悬臂厚矩形板的弯曲[J];四川建筑科学研究;2011年03期
4 戚振彪;齐慧;廖军;蒲道杰;;电子式电流互感器的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期
5 祖伟;马修水;李桂华;;光纤光栅传感器原理与应用及其发展趋势[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
6 郭志勇;陈小永;;基于μPSD3234的智能水位监测仪设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年04期
7 何宪;热电偶测温的两个实际问题的误差分析及解决方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年02期
8 卫婷,鲁金凤;林东水库大坝渗流分析[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2003年01期
9 吴战飞;李和平;李宏;叶瑞青;;巴西平台试样尺寸偏差对劈裂实验的影响[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年02期
10 宁俊生,彭秀峰,李贵才;结构强度设计的类比分析方法[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱建明;王晓纯;张宏涛;;沿空掘巷下护巷窄煤柱稳定性分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 刘晨;;光纤温度传感器[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
3 戚振彪;齐慧;廖军;蒲道杰;;电子式电流互感器的研究[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年
4 刘长武;吴鑫;陈泽辉;;基于光纤微弯传感的三维物理模型应力测量技术[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
5 吴让新;张苏;段尚琪;;昆明供电局电缆隧道集中监控系统的应用[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
6 刘兰书;张文松;朱香平;;基于光纤荧光的电火工品电磁脉冲危害的测试研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 王召煜;李国禄;王海斗;刘金海;徐滨士;康嘉杰;;云纹干涉法测量残余应力的研究进展[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
8 徐多;谷笳华;吴松;;用于瞬态热流测量的薄膜热电偶的研制与应用[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
9 郭弦;卢芳云;黎小毛;程萍;;内部爆炸作用下混凝土表面应变测量[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
10 胡晓光;隋允康;;应用功的互等定理求解薄板的弯曲问题[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 果春焕;动态断裂试样受力状态及其对J积分影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 凌张伟;基于临界折射纵波和表面波的压力容器压力测量方法研究[D];浙江大学;2010年
4 管祖光;分布式光纤传感系统的低相干复用研究[D];浙江大学;2010年
5 武成浩;基于桩土共同作用理论的高层结构地震反应分析与抗震性能评估方法研究[D];北京交通大学;2010年
6 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
7 乔阳;高效切削粉末冶金高温合金的加工性研究[D];山东大学;2011年
8 芦吉云;光纤光栅在智能结构动态监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 李俊亮;柱塞泵柔性抽油系统的研究[D];中国石油大学;2010年
10 许国安;深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D];中国矿业大学;2011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 李静涛;煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
3 张艳艳;实用塑料光纤连接器与反射式光纤位移传感器设计研究[D];山东科技大学;2010年
4 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
5 苏殿斌;甲醇合成反应器制造工艺研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 管宇;一种低频三维MEMS矢量水听器的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 徐鑫;蓄热电池一体化结构设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 付润铭;瓦楞辊中凸曲线设计与接触性能研究[D];大连理工大学;2010年
9 沈飞飞;基于组件的海洋监测软件系统的设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
10 张帆;基于ARM的FBG和光纤F-P传感器通用解调系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 须莹;;光纤光栅及其在传感技术中的应用[J];交通科技与经济;2007年03期
2 谭剑波,彭扬;风廓线雷达RASS声发射系统设计[J];现代雷达;2002年05期
3 王海江;皮亦鸣;;极化SAR图像中非平稳目标的检测与区分方法研究[J];测绘科学;2009年06期
4 刘锦高,汤亮,王成发,应忍冬,张春芽,殷杰羿;由海洋环境探测分析雷达反演海流径向流速[J];华东师范大学学报(自然科学版);1999年02期
5 姜德宁,宋延民;光网络的色散补偿技术[J];天津职业技术师范学院学报;2003年03期
6 董金珠,江美玲,梁平治;单片集成于SOI上的光电探测器[J];红外;2004年06期
7 王秀彦,吴斌,何存富,刘增华;光纤传感技术在检测中的应用与展望[J];北京工业大学学报;2004年04期
8 王建忠,刘永智;一种新型动态可调OADM的设计研究[J];光通信技术;2005年02期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张宝健;梁丽勤;;基于光纤Bragg光栅传感器的水坝健康监测系统设计[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
2 李定杰;江俊峰;刘铁根;刘琨;张以谟;;光纤Bragg光栅传感系统在大坝水闸模型应变监测中的应用研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
3 杨仕文;李宏福;;Bragg谐振腔新分析[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集(下册)[C];1995年
4 邹喜华;潘炜;罗斌;闫连山;;光纤Bragg光栅滤波响应的轴向分布特性研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 尹丹;杨明红;代吉祥;李小兵;刘宏亮;唐洁媛;陈哲;;侧边抛磨光纤Bragg光栅传输特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 屈丽;卓仲畅;苏雪梅;;Slow and fast light in a Bragg gratings F-P cavity[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
7 向光华;忽满利;乔学光;刘玉;;基于光纤Bragg光栅的湿度传感器的设计与研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
8 ;Group time delay characteristic analysis for large chirped fiber Bragg grating under strong apodization[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 王林;陶智勇;;复合周期结构波导中的宽禁带[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
10 冷劲松;;光纤传感器及其在复合材料结构健康监测中的应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 ;阿尔卡特收购创新光纤公司[N];人民邮电;2000年
2 刘华杰;一名三变,编辑睡着了吗?[N];光明日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆观;光纤Bragg光栅在智能材料结构健康监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 程旭升;聚合物Bragg光纤光栅的制作及其传感特性的研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 邹红波;光纤Bragg光栅传感系统若干技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
4 罗彬彬;光纤Bragg光栅传感技术及其生化传感应用研究[D];电子科技大学;2012年
5 芦吉云;光纤光栅在智能结构动态监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 邱薇薇;功能聚合物光纤器件研究[D];中国科学技术大学;2013年
7 尉婷;油气管线光纤反射与散射结合的新型传感检测系统[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2010年
8 刘荣梅;基于界面分析的光纤智能复合材料结构强度性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 宫永康;(准)周期结构光波特性研究及其微纳器件设计[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011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 袁海龙;红外空心Bragg光纤制备工艺的研究[D];南京邮电大学;2013年
2 罗勇;基于光纤Bragg光栅的管道压力检测技术研究[D];昆明理工大学;2011年
3 李天星;光纤Bragg光栅在缆索结构测量中的应用[D];昆明理工大学;2011年
4 周怡妃;基于光纤Bragg光栅的湿度及主动监测系统的研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 田高洁;碳纤维增强复合材料中埋入光纤Bragg光栅的传感研究[D];昆明理工大学;2010年
6 胡玉瑞;盲管式光纤Bragg光栅中低压传感器[D];昆明理工大学;2008年
7 杨华;光纤Bragg光栅热导温敏的传感研究[D];昆明理工大学;2011年
8 吴堃;大应变光纤Bragg光栅传感器的研究[D];昆明理工大学;2011年
9 马耀远;光纤Bragg光栅耐高温应变传感器及其应用[D];电子科技大学;2013年
10 邹芳;分布式光纤Bragg光栅传感系统的研究[D];燕山大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026