基于光纤系统的矿井流量参数测量研究

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1、流量测量的发展可追溯到古代，拥有悠久的历史；而光纤系统是以光为载波，利用光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的系统，是21世纪重要的战略性产业。随着现代工业迅速发展，人们对流量测量的要求越来越高，促使流量测量方法迅速发展。差压流量计（DPF）是一类应用范围较广的流量计量仪器，是目前最为重要的一类流量计。差压流量计是根据安装于管道中流量检测件与流体相互作用产生的差压来计算流量的仪表，有着广泛的应用范围和发展空间。光纤光栅传感器是一种能测量多种参数的传感器，具有很多独特的性能，已成为当前传感器的研究热点。本文采用传统标准孔板，将流量信号转化为差压信号，

2、利用光纤光栅敏感元件和膜片弹性元件设计出了差压传感器结构，将光纤光栅传感技术与差压流量测量技术相结合，构成了光纤光栅差压流量传感器。课题包括光纤系统设计、流量参数测量研究、整体装置系统设计等内容。关键词：光纤，光纤光栅传感器，流量测量，差压流量计。AbstractThedevelopmentofflowmeasurementcanbetracedbacktotheancientworld,withalonghistory.While,opticalfibersystembasedonopticalcarrier,isthemostimportantstrateg

3、icindustryofthe21stcentury.Flowofindustrialcontrolandproductionisoneoftheimportantparameters.Withtherapiddevelopmentofmodemindustry,peopleontheflowmeasurementdemandishigherandhigher,promptingtheflowmeasurementmethodsandgaugehasbeenexpandingrapidly.Differentialpressureflowmeteristheim

4、portantclassofflowmeter.Theworkingprincipleofdifferentialpressureflowmeterisaccordingtotheinstallationinpipeflowtestpiecesinteractwithfluiddifferentialpressure,tocalculatetheflowmeter,hasawiderangeofapplicationsanddevelopmentspace・OpticalfiberBragggratingsensorisakindofvariousparamet

5、erscanmeasurethesensor,ithassomefeatures.FiberBragggratingsensorshasbecometheresearchfocusofthecurrentsensor.Inthispaper,theorificeplateisusedinthedifferentialpressureflowmeasurementstructure,theflowsignalistransformedintodifferentialsignal.Usingsensitivecomponentsanddiaphragmelastic

6、elementdesigndifferentialpressuresensorstructure,combinationofFBGSensingTechnologyanddifferentialpressureflowmeasurement,constituteathefibergratingdifferentialpressureflowsensor.Thesubjectdesignincludesopticalsystemdesign,flowparametermeasurement,theoveralldevicesystemdesign.Keywords

7、:opticalfiber,Bragggratingsensor,flowmeasurement,differentialpressureflowmeter•AbstractII第1章绪论11.1引言11.2研究背景及现状11.2.1光纤光栅的国内外发展概况21.2.2光纤Bragg光栅的传感应用31.2.3光纤光栅研究方向及存在的问题31.3流量测量的意义及应用领域41.4论文的主要内容5第2章光纤光栅流量测量技术概述62.1流量测量的基本概念62.2流量测量技术分类【°叼62.3涡街流量计与DPF对比分析72.4光纤流量计92.4.1组合式光纤流量传感器92

8、.4.2光纤涡轮流量计1