基于光纤光栅超声波调制效应的粘度测量方法研究

发布时间：2021-04-07 02:35

　　粘度是流体重要物理性质之一,反映运动过程中流体各分子间的内摩擦力。对工业生产中产品质量评定与科学研究中流体性质评估具有重要意义。对于低粘度流体如四氯化碳、水、葡萄糖溶液等,一般是采用毛细管式粘度测量方法测量其粘度,但该测量方法存在内壁易受被测样品颗粒堵塞、测量时间长与清洗干燥操作复杂的缺点。针对低粘度流体,本文提出了一种基于FBG（Fiber Bragg Grating,FBG）弯曲波调制效应的新型粘度测量方法,从以下几个方面介绍基于FBG弯曲波调制效应的粘度测量方法研究工作:1.超声波在FBG中的传输形式主要为纵波与弯曲波,基于耦合模理论分析了FBG纵波与弯曲波调制现象。纵波在FBG中传输时,沿光栅方向产生周期性应变调制FBG周期,使FBG中心波长的两侧产生各阶边带。弯曲波在FBG中传输时,垂直光栅轴向方向产生周期性应变调制FBG折射率,若声波频率满足相位匹配条件,会激发FBG纤芯与包层模式的同向耦合,进而调制中心波长的反射系数并在其左侧调制出诱导通道。2.FBG超声波调制效应的数值分析。模拟FBG声学振动特性,分析声波频率与功率对FBG周期性应变的影响。结合声学振动特性与超声波调制... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

频率f=923kHz时FBG的轴向位移

图 4-3 超声换能器与 FBG 粘连示意图声波调制实验结果与分析波调制实验结果与分析中可知，在纵波的作用下，FBG 反射谱的中心波长两侧会深度的关系，一般只能观察到一阶边带，想要观察到二阶率足够大，普通的 PZT 最高响应 150V 驱动电压，它产生G 反射谱中调制出二阶及以上边带。从制作成本、难易程度实验中使用普通的 PZT 与超声聚能器制作超声换能器。将调节频率，当 FBG 纵波调制效果较为明显时，频率不变，改下的 FBG 调制光谱。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤纤芯及包层模有效折射率计算及仿真[J]. 李丽君,来永政,曹茂永,刘超,袁雪梅,张旭,管金鹏,史静,李晶.  物理学报. 2013(14)
[2]临床血液流变学的研究现状[J]. 毛江洪,汪青山,钮心怡,谭俊青.  中国优生与遗传杂志. 2013(05)
[3]流固耦合力学概述[J]. 邢景棠,周盛,崔尔杰.  力学进展. 1997(01)

博士论文
[1]光纤中基于声光作用的光调控及其应用[D]. 张文定.南开大学 2013

硕士论文
[1]级联长周期光纤光栅的光谱特性及应用研究[D]. 田智锋.南京师范大学 2007



本文编号：3122629