光纖光柵水壓傳感器的研究.pdf

1、光纖光柵是近幾年來(lái)發(fā)展最為迅速的光纖無(wú)源器件之一，尤其是光纖光柵傳感器的出現(xiàn)極大的拓寬了光纖技術(shù)的應(yīng)用范圍。利用光纖光柵波長(zhǎng)對(duì)溫度及應(yīng)變敏感特性，光纖光柵傳感器可以檢測(cè)溫度、壓力、形變、位移、流量等物理量。與傳統(tǒng)傳感器相比光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、靈敏度高、測(cè)量范圍廣、易于組成傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，其被廣泛應(yīng)用于重大工程設(shè)施健康和安全監(jiān)測(cè)，石油化工安全監(jiān)測(cè)，電力系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)以及安防預(yù)警等領(lǐng)域。
　　 本文綜述了各種光纖光柵傳感系統(tǒng)

2、的研究現(xiàn)狀。概括了各種光纖光柵傳感器的基本工作原理，介紹了最新的光纖布拉格光柵(FBG)、D型光纖光柵(D-FBG)、長(zhǎng)周期光纖光柵(LFBG)、啁啾光纖光柵(CFG)、斜布拉格光纖光柵(TFBG)傳感系統(tǒng)的研究進(jìn)展。提出了兩種新型光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案，分別做了樣機(jī)主要應(yīng)用于尾礦庫(kù)水位水壓的監(jiān)測(cè)。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)方法中存在的成本高、精度差、實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，本文提出了用光纖布拉格光柵和啁啾光纖光柵應(yīng)用于尾礦

3、庫(kù)庫(kù)水壓的監(jiān)測(cè)。兩種傳感器均采用圓形金屬膜片和拉桿結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變光纖光柵的軸向應(yīng)變實(shí)現(xiàn)壓力傳感。所不同的是FBG水壓傳感器采用波長(zhǎng)解調(diào)方式，CFG水壓傳感器采用光強(qiáng)解調(diào)方式。為了補(bǔ)償對(duì)光纖光柵應(yīng)力傳感器的溫度干擾，F(xiàn)BG水壓傳感器采用被動(dòng)溫度補(bǔ)償和殘留溫度實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)姆绞?。本文提出的CFG水壓傳感器采用的是雙啁啾光纖光柵，利用兩段啁啾光柵的溫致波長(zhǎng)漂移的一致性，實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)溫度補(bǔ)償。測(cè)試結(jié)果表明FBG水壓傳感器的靈敏度和CFG水壓傳感器的靈