干涉式光纤探针传感器对压强、温度和振动的传感特性研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lionsky
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着中国制造2025的实施推行,我国制造业、工业的生产水平以及生产安全问题也受到越来越多的重视,在广泛的工业场景中需要安装大量的传感器对作业环境进行监测,以确保生产作业高效且安全的进行。但是在储油设施、地下矿坑等要时刻避免燃烧或者爆炸发生的场景,传统传感器会因为线路老化而引发燃烧甚至是爆炸。此时光纤传感器凭借自身依靠光进行信号传输的优势逐渐在传感器领域体现出价值。本文主要以光纤作为传感单元制作了三种传感器,对其传感性能进行探究。论文的主要工作如下:1.简单介绍了光纤传感器在第一根光纤问世后的发展,并阐述了几种不同干涉类型的光纤干涉仪的结构以及工作原理,简单介绍了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)、萨格纳克干涉仪(SI)以及光纤光栅的研究现状。2.重点介绍了基于迈克尔逊干涉仪(MI)以及法布里-珀罗干涉仪(FPI)的光纤探针传感器海内外的研究发展现状。并对光纤的波导方程以及光的干涉理论进行了简述。其次详细介绍了迈克尔逊干涉仪以及法布里-珀罗干涉仪的干涉理论以及工作原理。3.制作了一种利用单模光纤(SMF)熔接光子晶体光纤(PCF)基于MI的光纤探针传感器,面向压强进行测量。对PCF的结构以及熔接难点进行了简述。利用有限元法对传感结构进行模式仿真以及理论计算确定是由LP01和LP11模式产生的干涉。最后对传感结构的压强响应进行测试得到该传感结构在0-0.9 MPa的范围内有着0.7 MPa/nm的灵敏度,同时有着很好的重复性以及稳定性和响应速度。4.同样基于MI制作了一种面向高温测量的光纤传感器,通过使用熔纤机可以在光纤上制造一个腰锥区域,经过仿真绘制模式色散曲线判断高阶模式在锥区被激发与纤芯基模发生干涉。考虑到光纤端面的反射率仅有3.6%,为了提高传感结构信号的质量,在光纤端面镀了一层金膜,反射强度提高了16 d B。接下来对传感器温度响应进行测试,测得传感器可在室温至900°C的范围内工作,温度灵敏度为80 pm/°C(100-450°C)和109 pm/°C(450-900°C),退火后在高温环境下有着较好的稳定性和重复性。5.基于FPI通过使用SMF与毛细管(CT)拼接并用UV胶将一颗二氧化硅微球(SDM)封在毛细管内形成三光束干涉的F-P干涉仪。使用光束传播法(BPM)对传感结构进行仿真解释传感结构的工作原理,同时对传感器光谱进行仿真验证三光束干涉原理。最后搭建测试系统确定传感结构对振动的响应,测得振动频率响应范围为700 Hz-35 KHz,并对传感器放置的方向性进行测试,同时对输入信号与输出信号幅值比进行拟合计算得到了传感结构的固有频率为5.8 KHz。
其他文献
随着第四次工业革命的到来,人们在信息传输,工业生产与智能控制等领域都取得了长足的发展。相应的,对与之相关的工业基础,例如煤炭、石油、电力等能源工业、冶金工业、基本化学工业及部分机械都提出了更高的要求。传感学科作为人类感知,监控的触角,从出现开始就在工业发展史上占据着重要的位置。在万物互联的时代背景下,基础工业均面临转型升级。光纤传感技术作为一种高精度、抗电磁干扰、高灵敏度的新型传感技术,满足了信息
<正>随着计划生育的政策放开,越来越多的家庭考虑生第二个孩子,而这一举动往往会引起第一个孩子的不安和反对,心理上可能会存在恐惧、嫉妒等现象,出现所谓二胎焦虑症。让本来和睦的家庭进入剑拔弩张的紧张状态。因为在一定时间内,二胎家庭还只是少数。所以身处这种家庭中的孩子会有疑惑:为什么我们家要有两个孩子?也会有担心:大人只爱弟弟妹妹不爱我了吗?
期刊
<正>民营企业在我国社会主义市场经济中占有重要地位,其发展对国民经济产生重要影响。当前面临严峻的疫情考验,如果财务管理出现了问题,会阻碍民营企业进一步发展。本文主要针对X公司财务管理中存在的财务控制薄弱、投资策略激进、管理者缺乏先进的财务管理理念、财务人员专业素质和技能不高等问题进行分析,然后针对财务管理出现的问题提出了相应的解决对策,为X公司管理者改进财务管理工作提供参考,使其财务管理工作更加规
期刊
新冠疫情爆发以来,佩戴口罩成为人们出行的重要防护措施,利用计算机视觉技术对人脸面部是否佩戴口罩进行实时检测成为目标检测研究热点之一。本文对基于深度学习的人脸口罩检测方法做了系统研究,提出了基于Yolo5s网络改进的人脸口罩检测模型,在模型的网络结构、损失函数以及NMS三个部分上进行优化,创新点有:(1)首先,在原Yolo5s模型的残差结构中增加1*1卷积操作,减少模型残差结构中需要计算的参数量;其
当用于需要对具休结果进行费用比较的地震风险分析时,逻辑树是有意义的;但在地震灾害分析中,用其确定工程上使用的地震地面运动时,逻辑树则是失败的。失败的原因在于错误地试图给出带有个人色彩且不确定的可信度值,因为这些数值几乎象爱好或口味一样,无法进行测试。因此,其结果是一些复杂而混乱的个人印象,但工程上需要的是一些尽可能基于实际证据的数值。
期刊
研究了固定化纤维素酶处理棉短绒浆对后续漂白的影响。以棉短绒浆为原料,对蒸煮后的浆料进行了固定化纤维素酶的处理,并在酶处理的基础上进行ECF漂白。结果表明,使用12 g固定化纤维素酶处理浆料1小时然后进行漂白处理,与仅使用漂白技术处理的浆料相比,棉浆得率下降了2.24%,白度提高了4.31%,聚合度高了157,灰分和碱溶解度S10更低,抽提物含量相差不大。使用固定化纤维素酶处理结合ECF漂白,能够制
19世纪,在众多垂名青史的伟大作曲家中,罗伯特·舒曼依旧是我们重点关注对象。他的钢琴作品和艺术歌曲一直是学界研究的主要对象,随着对舒曼研究范围的扩大与深入,学者们逐渐将目光转移到管弦乐领域,呈现出方兴未艾的研究趋势。以此出发,学者们开始关注舒曼创作中独特的“动机”手法,而“克拉拉动机”作为其中之一,更是被舒曼赋予了特殊意义,“克拉拉动机”可以说自它诞生之初便贯穿在舒曼的创作中,见证着舒曼创作的转变
目的 分析司库奇尤单抗治疗中重度银屑病的临床疗效。方法 选取我院皮肤科2019年1月至2021年10月收治的中重度斑块型银屑病患者40例,采用随机数字表法分为对照组和观察组各20例。对照组应用复方卡泊三醇软膏治疗,观察组应用司库奇尤单抗治疗。比较两组临床疗效、银屑病皮损面积和严重度指数(PASI)、炎症因子(IL-17、IL-23、IL-17A)、NLR值、Th17、不良反应、生活质量(DLQI评
目的:本大型流行病学研究目的是调查健康体检人群肺结节患病率情况,并分析其可能的危险因素,以期为肺结节管理提供数据支持。方法:回顾性收集2019年9月至2021年2月于安徽医科大学第一附属医院体检的体检者信息,纳入所有年龄≥18岁并行胸部低剂量CT(LDCT)检查的体检者为研究对象,对于多次行胸部CT检查者,选取第一次胸部CT检查结果进行分析。通过胸部CT获取肺结节及影像学特征,通过体检报告获取临床