基于光纤光栅的新型应力/温度传感器的研究

来源 :中国科学院上海光学精密机械研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanwan1984
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该论文分为五章,围绕应力型、温度型光纤光栅传感器,从理论和工程上进行深入的研究和讨论.第一章为前言.从历史发展的角度介绍了传感技术,从传统电学传感器,到光纤传感器的出现,然后光纤光栅被引入传感领域,并取得飞速发展.其后简单概括了中国几十年来在光纤传感方面的发展和取得的成果.最后是光纤光栅传感器所具有的优点的简要总结.第二章为文献综述.首先简要介绍了光纤传感技术的原理及其应用,其次概括了光纤光栅在传感领域的应用.该章的重点放在光纤光栅应力、温度传感器的现状和发展方向上.文中详细介绍了光纤光栅应力传感器在土木工程、航天飞行以及海上的应用,并指出其未来发展的方向;在光纤光栅温度传感器方面,也总结了当今的现状;然后作者还分别总结了光纤光栅应力、温度传感器在理论和工程实现方面的难点.第三章是在研究生期间所进行的一种光纤光栅应力传感器的理论研究和实验工作.在简要分析光纤光栅作为传感器件的基础理论后,提出了一种新颖的并联光纤光栅匹配解调的方法,并从理论上进行了推导.基于该理论,实现了这种新型的光纤光栅应力传感器的系统构建,并进行了实验.结果证明,这种解调方法完全可行.第四章是在研究生期问所进行的一种光纤光栅温度传感器的理论研究结果,以及基于该结果获得的系统构建方案构想.针对光纤光栅不能直接监测高温的弱点,提出了一种将光纤光栅粘贴于不同膨胀系数的金属上,从而将温度探测转化为应变探测的新方法,并据此设计了一种新型温度传感头装置.文中从理论上对这种方法进行了推导和计算,根据实际情况确定了传感系统的一些基本参数,并提出了系统构建方面的构想.第五章为总结.主要是在光纤光栅传感器研究中取得的成果和目前存在、且急需解决的难题.
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