纖柵式傳感系列器件的設(shè)計及技術(shù)研究.pdf

1、該文主要以光纖布喇格光柵為傳感基元,利用其波長編碼與溫敏、力敏等優(yōu)良特性,采用特殊材料和特殊工藝對其封裝,巧妙設(shè)計傳感機構(gòu),對纖柵式傳感系列器件進行了多方面富有特色的實驗和理論研究,設(shè)計并實現(xiàn)了多種新型纖柵式單參數(shù)、雙參數(shù)及多點傳感器.論文主要內(nèi)容如下:一、根據(jù)光纖光柵的溫敏與壓敏特性,采用巧妙的機構(gòu)設(shè)計與封裝,設(shè)計并實現(xiàn)了多種纖柵式傳感系列器件及波長調(diào)諧機構(gòu).二、提出了纖柵式傳感解調(diào)系統(tǒng)的反射式與透射式物理模型,構(gòu)建了模型結(jié)構(gòu),闡述了

2、其傳感解調(diào)原理及運作過程.三、比較系統(tǒng)地研究了光纖布喇格光柵波長調(diào)諧的理論,給出了純彎梁(簡支梁、懸臂梁)與扭梁波長調(diào)諧的基本關(guān)系式.四、比較系統(tǒng)地研究了纖柵式溫度補償傳感原理,給出了溫度主動補償與被動補償?shù)囊话銛?shù)學(xué)表達式,研究了其技術(shù)實現(xiàn)方式.具體分析、闡述了基于雙側(cè)懸臂梁、等強度梁和組合型扭梁的溫度不敏感傳感機構(gòu)的設(shè)計思想與實現(xiàn)過程.五、比較系統(tǒng)地研究了纖柵式單參數(shù)、雙參數(shù)及準(zhǔn)分布多點傳感原理,給出了相應(yīng)的一般數(shù)學(xué)表達式.六、采用線

3、型陣列,合作設(shè)計并實現(xiàn)了單路五點波分復(fù)用溫度傳感、單路五點波分復(fù)用位移傳感及雙路十點波分/空分復(fù)用溫度與位移傳感實驗系統(tǒng),詳細分析并闡述了有關(guān)的設(shè)計思想與實現(xiàn)過程.七、根據(jù)空間周期分布及折射率調(diào)制深度分布特點,提出了光纖光柵新式分類方法.八、引入關(guān)聯(lián)概念,采用耦合模理論比較詳細地研究了光纖布喇格光柵的溫度與應(yīng)變交叉敏感問題.九、根據(jù)科學(xué)研究的一般規(guī)律并結(jié)合傳感器的特點,構(gòu)建了纖柵式傳感器研究的一般程序.十、基于等強度梁力學(xué)性質(zhì)并結(jié)合光纖