学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光纤Bragg光栅低温传感特性研究

作　者: 付荣
导　师: 周祖德
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 光纤Bragg光栅传感器液氮低温传感温度特性应变特性
分类号: TP212.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 43次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

航空航天、大型超导磁体、天然气储存运输等低温领域中,许多材料和部件处于低温、强磁场、高压、真空等极端复杂环境中,需要对这些材料及部件的温度、应力应变等参数进行实时监测,防止因预报监测的缺乏而导致灾难性事故的发生。光纤Bragg光栅传感器具有灵敏度高、不受电磁干扰、可靠性高、成本低、体积小、易于复用等一系列优点,满足低温工程中复杂环境下的传感应用要求。本论文针对实际大型低温工程中结构应变监测的需要,并在“国家基金重点资助项目(50935005)”的资助下,对光纤Bragg光栅的低温温度特性、低温应变特性和低温封装工艺等进行了研究。论文的主要研究内容及成果如下：一、设计了一种新装置来研究光纤Bragg光栅的低温温度特性,进行了光纤Bragg光栅和温度计从室温到液氮温度范围内的温度测量实验,得到了室温到液氮温度范围内光纤Bragg光栅反射波长和温度之间的关系,以及光纤Bragg光栅在该温度范围内的温度灵敏度大小。二、设计了满足大型低温工程中结构应变监测要求的基片式光纤Bragg光栅传感器,通过实验分析了封装工艺对光纤Bragg光栅传感器应变传递的影响,并通过低温实验研究了光纤Bragg光栅低温啁啾现象形成的机理,通过合适的封装工艺和粘贴工艺消除了低温啁啾现象。三、通过液氮环境下金属试件拉伸实验,研究了光纤Bragg光栅传感器的低温应变特性,并测得光栅有效弹光系数在液氮温度下的值,然后利用设计的光纤Bragg光栅传感器对液氮环境下磁体材料在循环载荷作用下的应变进行了实时测量。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 光纤光栅传感技术概述  10-14
    1.2.1 光纤光栅传感技术的发展  10-11
    1.2.2 光纤光栅传感器的优点与应用  11-12
    1.2.3 光纤光栅低温传感技术研究现状  12-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
第2章光纤光栅传感原理  15-25
  2.1 光纤Bragg光栅的传感原理  15-20
    2.1.1 光纤Bragg光栅传感基本机理  15-16
    2.1.2 光纤Bragg光栅的应变传感模型  16-19
    2.1.3 光纤Bragg光栅的温度传感模型  19-20
  2.2 光纤光栅的封装技术  20-24
    2.2.1 光纤光栅传感器的设计原则  20-21
    2.2.2 光纤光栅的封装形式  21-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章光纤Bragg光栅低温温度特性实验研究  25-41
  3.1 实验装置  25-28
  3.2 实验过程  28-29
  3.3 实验结果分析  29-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章液氮环境下光纤Bragg光栅应变特性研究  41-63
  4.1 基片式封装光纤Bragg光栅传感器的设计  41-48
  4.2 光纤Bragg光栅传感器低温啁啾现象研究  48-53
  4.3 光纤Bragg光栅传感器低温应变特性实验研究  53-58
    4.3.1 实验装置  53-54
    4.3.2 实验过程及结果分析  54-58
  4.4 光纤Bragg光栅传感器在低温疲劳实验中的应变测量  58-61
    4.4.1 实验装置  58-59
    4.4.2 实验过程及结果分析  59-61
  4.5 本章小结  61-63
第5章总结与展望  63-65
  5.1 总结  63
  5.2 展望  63-65
参考文献  65-69
攻读硕士期间发表的学术论文  69-70
致谢  70

光纤Bragg光栅低温传感特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文