光纤光照度与温度传感器的研究
光纤传感器有着抗电磁干扰、高灵敏度、易组网的特点，已成为传感器研究的热点之一，光纤传感器及其检测系统逐渐实现了工程应用。本课题主要研究了光纤光照度与温度传感器的设计制作，传感器的测试。 对现用于建筑能耗监测系统的光照度和温度传感器中存在的问题进行了分析，总结为建筑能耗监测中鲜有光纤光照度传感器;应用于建筑中的光纤温度传感器大多用于恶劣环境中，专用于室内温度监测的很少;现有FBG温度传感器(FBG)部分存在啁啾现象。 基于FBG温度测量的原理，有针对性地设计并制各了5种不同类型的FBG温度传感器，分别为防啁啾钛合金FBG温度传感器、全注胶钛合金FBG温度传感器、紫铜防啁啾FBG传感器、150mm紫铜防啁啾FBG传感器、PP-FBG温度传感器(Polypropylene，PP)。针对部分管状FBG温度传感器存在的啁啾问题，本文提出了一种管状封装结构，获得了具有防啁啾功能的FBG温度传感器;本文提出了一种聚丙烯片状封装结构，并且制备了PP-FBG温度传感器，在解调设备精度为1pm的情况下精度达到了0.006℃。采用水浴法测试平台对研制的5种FBG温度传感器在0～50℃的范围内进行了性能测试，获得了各传感器的稳定温度测量范围，线性相关系数、精度，并进行了对比试验，对各种制备的传感器的传感性能进行了分析和比较。测试结果证明PP-FBG温度传感器在0～50℃范围内具有良好的测量精度，传感器的线性度达到了0.99并且波形图中没有出现多峰现象，说明防啁啾结构起到了良好的作用。 基于光纤耦合的原理，设计制作了2种不同尺寸的光纤光照度传感器，分别为50mm光纤光照度传感器、30mm光纤光照度传感器。由于光照度传感器镜筒结构较为复杂，普通加工方式很难满足要求，采用了3D打印的加工方式。本文对光纤光照度传感器进行了性能测试，测试得到光纤光照度传感器精度为0.272lux，测量范围的下限为0 lux，上限由光接收设备的量程决定，证明了光纤光照度传感器设计方案的可行性。
光纤光照度;钛合金;温度传感器;建筑能耗监测
山东建筑大学
硕士
检测技术与自动化装置
于海鹰
2016
中文
TP212.11
84
2016-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）