基于傾斜光纖光柵的石油輸運(yùn)管道泄漏監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、光纖光柵（FBG）是近些年發(fā)展比較完善的一種光無源器件，由于其具有高靈敏度，易波分復(fù)用，輕巧便攜，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，比如光纖傳感與光通信等。傾斜光纖光柵（TFBG）是光纖光柵的一種衍生器件，它是一種有著特殊結(jié)構(gòu)的短周期光纖光柵，除了具備光纖光柵大部分優(yōu)點(diǎn)之外，更是具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，傾斜光纖光柵最大的特點(diǎn)就是其對(duì)周圍環(huán)境的折射率變化十分敏感。這主要得益于其光柵柵面的特殊結(jié)構(gòu)，本文是對(duì)傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)以及傳

2、感特性進(jìn)行詳細(xì)的研究，包含的主要內(nèi)容如下：
　　首先介紹了光纖光柵和傾斜光纖光柵的發(fā)展、分類以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用，之后對(duì)石油管道的發(fā)展和問題進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，為后面設(shè)計(jì)的一種石油管道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
　　對(duì)傾斜光纖光柵的傳輸特性進(jìn)行了逐步的理論分析，首先分析了光纖傳輸?shù)幕纠碚?，以亥姆霍茲方程為基礎(chǔ)推導(dǎo)出耦合模理論；其次基于推導(dǎo)出的耦合模理論，分析了光在光纖光柵中的傳輸理論；最后基于傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用光纖光柵的傳

3、輸特性分析推導(dǎo)出傾斜光纖光柵的傳輸理論。
　　利用國際上流行的模擬光纖光柵傳輸特性的OptiGrating軟件，仿真分析了傾斜光纖光柵本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化（光柵參數(shù)與光纖參數(shù)）對(duì)透射譜的影響；然后仿真分析了傾斜光纖光柵的不同傳感特性（應(yīng)力、溫度和環(huán)境折射率）對(duì)透射光譜的影響。得到的結(jié)果為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)提供了有力的參考。
　　對(duì)傾斜光纖光柵的不同傳感特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并把得出的規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)。然后利用傾斜光纖光柵的應(yīng)力和溫度傳