基于FBG-FP腔的温度与液体浓度测量方法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:xushaowei20092009
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
本文在研究光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)与光纤FP腔(Fabry-Perot cavity, FP)传感特性的基础上,将二者结合,形成光纤光栅FP腔(FBG-FP cavity),利用其传感特性将其用于温度和液体浓度测量,即利用FBG-FP腔反射谱中心波长受外界温度影响的变化关系,将FBG-FP腔作为温度传感传感元件,并采用一种相关解调方法达到温度测量的目的。同时利用光纤端面的菲涅尔反射(Fresnel reflection)对液体浓度进行测量,通过快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)后频谱的幅值对液体的折射率进行测量,从而获得液体的浓度值。相对于传统光纤FP腔,FBG-FP腔具有许多优点:制作简单、复用潜力大,并保留了普通FP腔分辨率高和FBG传感器可绝对测量的特点,扩大了测量范围。围绕着将FBG-FP腔用于温度和液体浓度的测量研究,本文的主要内容如下:(1) FBG-FP腔传感技术是FBG和光纤FP腔的延伸和组合,首先分别介绍了它们各自的传感发展历程,尤其是温度和液体浓度传感方面的应用,并分析了它们在检测物理参数时所存在的主要问题;然后,研究FBG-FP腔的传感应用,为本文的传感器及方案设计提供依据。(2)基于耦合模理论对FBG和光纤FP腔的传输特性进行分析,讨论了光栅长度和折射率调制等参数变化对反光谱的影响。在此基础上,通过光束传播法推导了FBG-FP腔反射率和透射率的严格表达式。利用Matlab对FBG-FP腔的光谱特性进行数值模拟分析,并研究了比栅长度和FP腔长对反射光谱的影响。(3)分析FBG-FP腔对温度及液体浓度的传感特性,在此基础上,介绍一种适用于FBG-FP腔的快速傅立叶变换解调方法。该方法使光纤光栅FP腔同时具有了测量分辨率高和可绝对测量的优点。(4)设计整个实验系统,分别对实验所需的仪器和设备的参数进行了说明,并完成了温度及液体浓度的测量,给出了相应的实验结果,验证了解调方法的可行性。本文为FBG-FP腔温度传感器的研究提供了理论和一定的实际应用依据。
其他文献
目的探讨阴道后穹窿放置米索前列醇片,口服米非司酮片对绝经妇女宫内节育器取出的效果。方法绝经2年以上B超提示子宫萎缩,要求取器者,且无米索前列醇、米非司酮药物禁忌症的2
查阅近年来的相关文献,对泽泻的药理作用研究进行综述。泽泻具有利尿、降血糖血脂及抗动脉粥样硬化、抗肾结石形成、抗肾炎活性、抗脂肪肝、对心血管系统及’免疫调节的作用
文章积极探索高校中开设的信息检索课程,分析了信息检索课现状,针对阻碍发展的瓶颈问题进行了教学改革,并提出切实可行的实践方法.作者分别从教学模式、教学方法、实践教学、
通信系统中通常需要稳定的时钟信号,其一般是由锁相环电路产生,而压控振荡器是锁相环的核心组成部分,对锁相环的性能起决定性作用,所以高性能压控振荡器的设计一直是研究的热点。
尽管目前我国的气象科普文化传播已经取得一定的成就,但仍然不能满足民众对气象科普文化的实际需求,作品形式、传播载体以及传播机制都亟待完善。充分发挥气象科普文化传播在
稀土掺杂光纤激光器和放大器在空间探测、红外遥感、军事和民用领域有着广阔的应用前景,但目前商用的光纤激光器和放大器多采用石英介质的传统单模光纤,这就限制了其在中远红外
信息获取是信息处理过程中一个重要研究内容,获取到的信息数据精度越高,越有助于提升整个系统的效率。高精度数据可以通过两种方法获取,一种是采用高精度的仪器,该方法的研究和使
"院长代表"概念自1998年提出以来,对它的理论和实践探索都相对较少,对于"院长代表巡视"的理论探索仍然空白。本文对于洪泽县人民医院院长代表巡视制度进行了概括总结和试行分析,
在当今通信技术迅猛发展的情形下,全光信号处理以其在波分复用系统中高速度、大容量的特点赢得了广泛的关注。全光通信网络大量采用无源光器件,替代了原有昂贵的光电转换器件
高超声速飞行器目标具有高空、精确、高机动、高破坏性等特点,成为未来空天对抗中的新型战略威胁。论述了发展高超声速武器的军事应用价值,分析了美国、俄罗斯等国高超声速目