基于光纖光柵溫濕度同時測量技術的研究.pdf

1、近幾年，隨著國內外工農業(yè)的發(fā)展和科技的進步，對環(huán)境溫度和濕度準確測量的需要越來越多。在化工、燃氣、煤炭等領域中，需要在易燃易爆等危險場所進行溫濕度的測量，因此對使用的傳感器提出了特殊要求。由于用光纖光柵制作的各類傳感器有非常好的絕緣性、穩(wěn)定性以及靈敏性，所以很適合用于上述特殊環(huán)境中。本文基于光纖光柵實現對溫度和濕度的同時測量。主要研究內容如下：
　　首先，對光纖光柵傳感技術進行介紹，其中包括光纖光柵傳感技術發(fā)展與應用。簡述本課題研

2、究背景，總結了近幾年來國內以及國外采用光纖光柵對溫濕度測量的研究現狀，為后續(xù)傳感器的設計提供了思路。
　　其次，詳細的探討了光纖光柵常見的理論分析方法耦合模理論和傳輸矩陣法。并且利用傳輸矩陣法分析了光柵的周期、柵長以及外界折射率對布拉格光纖光柵和長周期光纖光柵光譜的影響，并且進行了仿真。為溫濕度傳感器的設計與制作提供了理論上的支撐。
　　再次，設計了一種基于長周期和布拉格(LPFG-FBG)級聯光柵的溫濕度傳感器。詳細的分析

3、了溫度和濕度的傳感原理；通過系統的研究影響傳感器對濕度靈敏度的因素，起到優(yōu)化傳感器性能的目的；搭建實驗系統，最終實現了對溫度和濕度的同時測量，對濕度的最高靈敏度可達94.34pm/％RH。
　　最后，設計了一種布拉格光纖光柵與光纖法布里-珀羅腔(FBG-FP)溫濕度傳感器。詳細分析了 FBG-FP腔傳輸特性以及傳感器對溫度和濕度的傳感原理；將 FBG-FP腔進行封裝，并進行傳感器的制備；搭建實驗系統，實現了 FBG-FP溫濕度傳感