腐蚀光纤传感器及其在油质检测和原油磁化中的应用研究

发布时间：2024-10-03 00:17

　　目前,倏逝波布拉格光纤光栅传感器(EWFBGs,Evanescent Wave FBG sensor的相关研究大多集中于传感探头制作方法的改进中,而其形态和结构对传感器性质的影响则较少涉及。另外,谐振波长的漂移量作为唯一的解调编码,导致传感器在某些物理变化过程中失去了其应用价值。因此,实用性和通用性要求对EWFBGs的结构进行改进,同时丰富其传感参数。本文研究EWFBGs在弯曲情况下的性质变化,并以此为基础,设计高灵敏度的弯曲型倏逝波FBG传感器(CEWFBGs,Curved Evanescent Wave FBG sensor),通过观测其谐振峰波长漂移量以及反射峰强度的变化特点,完成对汽油添加剂浓度以及原油磁化过程的传感研究。本文主要研究内容如下:(1)基于光纤光栅传感原理,分析EWFBGs的传感特性,建立传感器反射波长随环境折射率变化的数学模型,并导出灵敏度函数,结合函数分析了光纤直径,外界液体折射率与灵敏度的关系,为后期制作CEWFBGs奠定理论基础。(2)利用化学腐蚀法对三种曲率的FBG进行腐蚀,制得弯曲结构EWFBGs,观察反射波长及反射峰强度的变化规律。纯水中,FBG输出反...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1腐蚀FBG结构

1.2.1普通腐蚀FBG传感器利用化学腐蚀法制作FBG倏逝波传感器是最为成熟的传感器制作方法，结构如图1.1所示。其制作方法简单，体积小，实验结果明显。早在2004年，A.Iadicicco[19,20]等人就着手对EWFBGs进行了研究，利用氢氟酸(HF，Hyd....

图1.2微结构FBG传感器及光谱示意图

图1.2微结构FBG传感器及光谱示意图Fig.1.2Micro-structuredgratingandspectralresponses刻蚀技术的不断进步，W.Liang等人尝试先将光纤腐蚀变细，然后分别以及腐蚀区之外刻写光栅，制作成如图1.3所示的....

图1.3腐蚀FBG传感器Fig.1.3EtchingFBGsensor

图1.2微结构FBG传感器及光谱示意图Fig.1.2Micro-structuredgratingandspectralresponses技术的不断进步，W.Liang等人尝试先将光纤腐蚀变细，然腐蚀区之外刻写光栅，制作成如图1.3所示的两种结构的折射....

图1.4FBG的微槽结构

图1.4FBG的微槽结构Fig.1.4MicrogroovestructureofFBGchengGao团队[24]利用干涉仪原理制作了如图1.5所示的微结构光纤两段不规则区域可以激发高阶包层模与反射模在纤芯处耦现折射率与温度的同时测量。在1.365～....

本文编号：4006527