文档介绍：分类号密级UDC注1学位论文应用于能源领域的光纤光栅传感器设计及其实验研究(题名和副题名)牛文谦(作者姓名)指导教师饶云江教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称) :注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHOF FIBER BRAGGGRATINGSENSOR APPLIEDINTHEFIELDOFENERGY DESIGNINGANDEXPERIMENTA Master ThesisSubmitted toUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaMajor:Optical EngineeringAuthor:Niu WenqianAdvisor:Prof. RaoYunjiangSchool:School munication & InformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:日期:年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名:导师签名:日期:年月日摘要I摘要“科学技术是生产力,而且是第一生产力”,随着科技的进步,工业生产和日常生活越来越数字化、智能化。科学、准确、实时的在线监测正日益在工业生产和生活中发挥着重要作用。光纤传感技术发源于20世纪后半叶,伴随着激光技术和光纤通信技术的飞速发展,光纤传感也进入了发展的黄金时期。1978年Hill等人首次利用驻波法在掺锗光纤中研制出世界上第一个永久性的光纤光栅——光纤布拉格光栅,光纤光栅传感技术成为光纤传感技术发展的一个重要方向。与传统的电子或机械式传感器相比,光纤布拉格光栅传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、灵敏度高、耐腐蚀、可复用等优点,适合在多种复杂条件下工作,具有广阔的应用前景。光纤布拉格光栅传感器在能源领域的应用有着其他类型传感器无法比拟的优势,其具有的抗电磁干扰、耐腐蚀、无源器件等特性在矿井、油田、油罐、发电机组、输变电站等有着广泛的应用。本文首先介绍了当前国内外光纤布拉格光栅的发展现状,光纤布拉格光栅在能源领域的应用情况。论述了光纤布拉格光栅的传感原理,介绍了几种典型光纤布拉格光栅传感器的封装方式。以需求为牵引,在油罐液位测量的应用背景下,研究了一种适用于大型油罐液位测量的光纤光栅液位传感器;在发电机温度测量的背景下,研究了一种适用于大型发电机组温度测量的光纤布拉格光栅非金属温度传感器。本文的主要工作有:(1)研究了一种适用于大型油罐液位测量的光纤布拉格光栅液位传感器结构,分析了其应变传导、温度补偿等特性。提出了一种能够有效提高传感器灵敏度同时消除光纤布拉格光栅对温度和应变双重敏感特性的封装结构。液位传感器采用无胶化封装技术解决了以往胶水封装易老化而造成的零点漂移问题。通过压力测试实验,温度补偿实验,(待测液体为纯水),液位量程0-25m,液位分辨率可达20mm,温度变化60℃,波长受温度影响小于5pm。(2)研究了一种适用于大型发电机组温度测量的光纤布拉格光栅非金属温度传感器,介绍了其传感原理和封装方式。使用ANSYS有限元分析软件,对设计的FBG非金属温度传感器进行稳态和瞬态温度传导仿真,仿真结果证明设计的FBG非金属温度传感器能够准确测量被测温度,具有较高的温度响应特性。采用非金属材料研制FBG非金属温度传感器,通过温度标定实验、温度响应实验、振动实验、拉伸实验,/℃,由摘要II温度响应速度的定义,℃/s,对振动和应变不敏感。关键词:光纤布拉格光栅传感器,液位传感器,石油行业,非金属温度传感器,电力行业ABSTRACTIIIABSTRACT"Science and technology is productivity, and itis the