光纤光栅无线传感系统的研究与应用

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1、南开大学硕士学位论文光纤光栅无线传感系统的研究与应用姓名：闫宇申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：赵启大20050501南开大学硕士学位论文摘要随着光纤光栅传感技术的快速发展，光纤光栅已逐渐应用到军事和民用工程等领域中。由于光纤光栅本身具有无电磁感应性、化学稳定性高、容量大、精度高等优点，光纤光栅传感器在工业、国防、外空探测、环境监测、医疗等领域中拥有广阔的应用前景。本文主要以光纤光栅作为传感元件，对光纤光栅的解调、无线传输以及应用等多方面进行深入的研究。主要内容包括：一、完成基于GSM的光纤光

2、栅无线传感网络系统的研制。1、设计并合作完成了高双折射光纤环形镜滤波器的温度补偿，将其温度灵敏度降低了两个数量级。2、设计了基于高双折射光纤环形镜的光可变衰减器，衰减范围达到30dB，同时实现了高线性度的温度传感。3、建成基于无线GSM网的光纤光栅传感系统，成功的实现了多点数据传输。并将其成功的用于标准等强度梁的应变分布的传感测量。该系统在大型重要建筑物应变安全的远程监测方面具有广阔的应用前景。二、设计并研制了光纤型的液体泄漏检测系统。1、采用长周期光纤光栅传感装置进行液体泄漏检测。2、采用长周期

3、光纤光栅和布拉格光纤光栅混和级联的方法进行液体泄漏检测。此方案提高了光纤光栅对折射率的灵敏度，对折射率较低的液体也可以进行泄漏检测。3、基于光纤受抑全内反射原理，设计并实现了单路多点液体泄漏检测光纤传感系统，并提出多路多点并联的方案。实验表明这种系统能够设置多阈值对泄漏液体进行量化报警。该系统具有测量误差小，不受温度影响，可靠性高，适用于实际应用。关键词：光纤布拉格光栅，传感器，温度补偿，HiBi光纤，光纤环形镜，边缘滤波解调，光可变衰减器，GsM无线传输，阵列传感。南开大学硕士学位论文Abstr

4、actWiththedevelopmentoffibergratingtechnology,FBGsensorsarepromisinginmanyfieldssuchasindustry,nationaldefendingconstructions，spacedetection，environmentmonitoring,etalInthisdissertation，wirelesscommunicationanddemodulationofFBOsensorsystemaretheoretic

5、allyandexperimentallyinvestigatedThemaincontentsarelistedasfollows：1．WehaveaccomplishedfiberBragggratingsensingsystembasedonGSMwirelesscommunicationstechnique(1)AnoveltemperaturecompensationmethodofHBFloopmirrorispresentedItstemperaturesensitivitycanb

6、edecreasedtoO059nn们4[，whichistwoordersofmagnitudelowerthanthatofanuncompensatedHBFloopmirror,(2)AnovelvariableopticalaRenuatorbasedonHBFloopmirrorispresentedTheattenuationac1558nmismorethan30dBwithabout25dBinsertionloss．Meanwhile．weproposeatemperature

7、sensorwithfairlygoodlinearityof0，9997．(3)WecarryouttheGSM-basedfibergratingsensingsystem，whichcalltransmitthesignalofmorethantwosensingpointsWeutilizethesystemtomeasurethestraindistributionofthestandardequivalent—strengthbeam．Andtheexperimentalresults

8、agreewellwiththetheoreticaloutcome．2．Fibersensingsystemforliquidleakagedetectionisdesignedandaccompfished(1)AlongperiodgratingsensingapparatusisdesignedforliquidleakagedetectionThisapparatuscartbeapplicableforhi西indexliquiddetection．Wavelength