基于光纤法布里珀罗干涉仪的温度传感器增敏及多点探测技术研究

发布时间：2021-05-11 07:24

　　温度传感在工业生产、航空航天、医疗卫生、食品加工等行业均有广泛的研究与应用价值。传统的电传感器一般都是单点式测量,而且无法在剧烈电磁扰动的环境下正常工作。光纤传感器因其灵敏度高、抗干扰能力强、易于实现复用等优点,受到越来越多关注。本论文将结合光纤传感器的优点,设计了一种基于法布里-珀罗干涉仪（Fabry-Perot Interferometer,FPI）结构的温度传感器,围绕着增大灵敏度与实现复用开展研究,主要研究内容如下:（1）推导FPI的原理,并详细分析低精细度FPI的反射光谱,探讨干涉仪的腔长和端面反射率对干涉光谱的影响。提出一种基于单模光纤（Single Mode Fiber,SMF）端面与紫外胶端面构成的低精细度FPI结构的温度传感器,由于紫外胶具有较大的热膨胀系数,在20℃²4℃的温度测试实验中,通过光谱解调,该传感器获得了高达-2.88nm/℃的灵敏度,且具有极好的线性度。（2）引入游标效应,对FPI温度传感器进行增敏。详细推导两个级联FPI产生游标光谱的原理,以及游标效应对灵敏度的放大系数。熔接SMF与熔融二氧化硅毛细管构成参考FPI干涉仪,与所制... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 光纤温度传感器的研究现状
    1.4 论文的研究内容和章节安排
2 法布里珀罗干涉型结构及其温度传感机理研究
    2.1 法布里珀罗干涉仪原理
    2.2 外腔式法布里珀罗干涉仪温度传感器
    2.3 本章小结
3 法布里珀罗干涉仪型游标效应增敏方法研究
    3.1 游标效应增敏原理
    3.2 FPI温度传感器的游标效应实现
    3.3 本章小结
4 法布里珀罗干涉型光谱频率解调及多点温度传感技术
    4.1 波数光谱主频精确识别算法
    4.2 FPI光谱频率解调算法的温度传感应用
    4.3 FPI传感器的多点温度探测技术
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于游标效应的双MZI温度传感理论研究[J]. 俞夏雨奇,赵春柳,王家辉,应云斌,李碟.  光通信技术. 2018(01)
[2]航空航天光纤传感技术研究进展[J]. 刘铁根,王双,江俊峰,刘琨,尹金德.  仪器仪表学报. 2014(08)
[3]一种高精度的Rife算法[J]. 龚岳洲,周新力,孙小东,孟庆萍.  无线电工程. 2013(02)
[4]基于光纤光栅传感技术的地基基础健康监测研究[J]. 朱鸿鹄,殷建华,靳伟,古冬明.  土木工程学报. 2010(06)
[5]分布式光纤传感技术及其应用[J]. 刘德明,孙琪真.  激光与光电子学进展. 2009(11)
[6]光纤传感器在石油测井中的应用[J]. 刘敏敏,周峰,杜志顺.  光学与光电技术. 2008(03)
[7]光纤传感器在生物医学中的应用进展[J]. P.Rolfe.  中国计量学院学报. 2006(04)
[8]光纤陀螺仪的发展现状[J]. 周海波,刘建业,赖际舟,李荣冰.  传感器技术. 2005(06)
[9]实时准确正弦波频率估计综合算法[J]. 周喜庆,赵国庆,王伟.  西安电子科技大学学报. 2004(05)
[10]光纤水听器的原理与应用[J]. 张仁和,倪明.  物理. 2004(07)

博士论文
[1]光纤白光干涉测量技术新算法原理与实验研究[D]. 王震.北京理工大学 2014
[2]光纤荧光温度传感器理论和实验研究[D]. 胡春海.燕山大学 2004



本文编号：3180995