基于光纖傳感的流量測量系統(tǒng)研究.pdf

1、從上世紀九十年代開始，國內外許多外科研機構與學者在光纖光柵傳感技術領域當中的努力研究，開辟了一個光纖光柵傳感的新紀元。在工業(yè)控制的各個領域中，需要對各種流體的流量進行動態(tài)監(jiān)控與分析，來確保生產的順利進行。傳統(tǒng)的電式流量計存在很多問題，將傳統(tǒng)流量測量原理與光纖光柵傳感原理相結合，研制出高性能的FBG流量傳感器，對現(xiàn)代工業(yè)控制過程具有很大的意義。基于光纖光柵的流量計相對于目前的電式流量計，它表現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢，例如耐高溫、測量精度高、結構簡單

2、、本質安全防爆、抗電磁干擾、低功耗等。
　　 本文首先對光纖光柵傳感技術進行了介紹，給出了光纖光柵流量傳感器的優(yōu)勢。對比與分析了目前存在的幾種光纖光柵流量計的傳感原理，并結合實際應用中出現(xiàn)的問題，提出了一種新型的光纖光柵流量傳感器的設計。對所設計的流量傳感模型進行了數(shù)值仿真分析，為實際試驗做了指導。論文的主要內容有:
　　 首先，介紹光纖光柵傳感的相關原理，分析了傳統(tǒng)電式流量測量技術的一些問題。分析了目前幾種常用光纖光柵

3、流量傳感器的測量原理與存在的一些問題。之后，對光纖光柵傳感機理進行了介紹，總結了光纖光柵應變原理。介紹了流量測量的相關原理，介紹了幾種傳統(tǒng)差壓流量計的測量原理。
　　 其次，對有限元分析軟件ANSYS進行了詳細介紹，采用有限元分析方法對我們所設計的FBG流量傳感器模型進行了實體建模、有限元建模。分析了不同水流流速情況下，傳感器模型的靜壓力場，速度場等。最后總結出所設計的光纖光柵流量傳感器可以較好地反應流體流速（流量）的變化。