【摘 要】
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乙醇汽油中乙醇含量的高低是衡量乙醇汽油质量的重要标准,乙醇含量过高,会导致乙醇汽油在燃烧过程中产生乙酸,对发动机内部金属部件造成腐蚀,损坏发动机;乙醇含量过低,会增加汽车尾气中有害物质的排放,污染环境。所以,一种实时、快速、高效、精确检测乙醇汽油中乙醇含量的方法变得尤为重要。本文基于倾斜光纤光栅（Tilted Fiber Bragg Grating,TFBG）能够反映出因乙醇含量不同所导致乙醇汽油
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乙醇汽油中乙醇含量的高低是衡量乙醇汽油质量的重要标准,乙醇含量过高,会导致乙醇汽油在燃烧过程中产生乙酸,对发动机内部金属部件造成腐蚀,损坏发动机;乙醇含量过低,会增加汽车尾气中有害物质的排放,污染环境。所以,一种实时、快速、高效、精确检测乙醇汽油中乙醇含量的方法变得尤为重要。本文基于倾斜光纤光栅（Tilted Fiber Bragg Grating,TFBG）能够反映出因乙醇含量不同所导致乙醇汽油折射率变化的特性,提出了一种对乙醇汽油中乙醇含量检测的方法。首先对TFBG的光栅结构参数和光纤的基本参数进行了仿真,并探究了TFBG在乙醇汽油中乙醇含量检测过程中的传感特性。其次,结合TFBG波长解调和幅度解调的方法,通过算术平均和分批估计的数据融合算法,提高了传感器的检测精度。理论分析与仿真结果表明,通过TFBG波长和幅度共同解调对乙醇汽油中乙醇含量进行数据融合,能够实现对乙醇汽油中乙醇含量的高精度检测。最后,本文设计了一种基于TFBG传感器的乙醇汽油中乙醇含量检测方法,在乙醇含量为8.3%～14.3%的乙醇汽油检测中,灵敏度为6.5 nm/RIU。并通过在TFBG包层表面镀金膜的方式,结合表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术,探索了TFBG-SPR的乙醇汽油中乙醇含量检测实验。综上,基于TFBG的乙醇汽油中乙醇含量检测方法具有无电测量、本质安全、结构简单、测量精度高的独特优点,为替代现有加油站的人工测量乙醇含量方式以及提高站端油品质量检测效率打下基础。
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