水中石油类污染物检测的关键技术研究

发布时间：2023-03-01 18:41

　　海水污染问题越来越为世界各国所关注，而海水中的油污污染是各项污染中的重点问题。目前测量海水油污浓度方法主要为离线测量方法，通过在实验室使用化学滴定法进行测量，这种方法不能对油污浓度进行实时监测，以致于在大型灾难性的石油泄漏事故中造成重大的环境污染及经济损失。为了解决这一难题，本文提出了基于长周期光纤光栅传感的海水油污浓度测量方法，重点对测量过程中的温度和光栅嵌入方式进行了研究，并提出了最终的油污浓度变化监测方案。论文的主要研究内容如下： 首先，对光纤光栅的耦合模式理论进行研究，并着重对长周期光纤光栅的传输特性进行理论推导分析，仿真其包层有效折射率对光栅谐振波长漂移的影响，为本文设计的实验系统提供理论依据。 其次，对长周期光纤光栅的谐振波长随外界油污浓度变化进行实验，并对温度变化与光栅谐振波长漂移的关系进行了实验研究。在此基础上，提出具有抗温度干扰的油污浓度检测方案，并通过实验检验该方案的可行性。 然后，通过实验研究了长周期光纤光栅传感头在测量油污浓度时的嵌入方式对测量结果的影响，从中寻找出一种长周期光纤光栅传感器的最佳嵌入方式测量水中油污浓度变化。 最后，介绍了搭建的长周期光纤光栅传感...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 海水油污监测现状
        1.2.2 光纤光栅发展与研究应用现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文章节安排
第2章 长周期光纤光栅理论分析
    2.1 引言
    2.2 长周期光纤光栅基本理论
        2.2.1 光纤光栅概述
        2.2.2 光纤光栅的耦合模理论
        2.2.3 长周期光纤光栅的耦合特性
    2.3 长周期光纤光栅透射谱的模拟计算
    2.4 本章小结
第3章 基于长周期光纤光栅的油污浓度检测
    3.1 引言
    3.2 LPFG 测量油污浓度变化可行性实验
    3.3 温度对 LPFG 的测量影响研究
        3.3.1 温度对 LPFG 传感影响理论分析
        3.3.2 温度对 LPFG 传感影响的测量
    3.4 消除温度影响的测量方案
    3.5 本章小结
第4章 长周期光纤光栅传感器的嵌入方式研究
    4.1 引言
    4.2 光栅嵌入角度对测量的影响
    4.3 光栅嵌入深度对测量的影响
    4.4 本章小结
第5章 油污浓度检测的解调方案
    5.1 引言
    5.2 光纤光栅解调技术
    5.3 长周期光纤光栅传感系统的解调方案
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3752025