基于光纖光柵的流量傳感技術(shù)研究.pdf

1、流量計(jì)量在現(xiàn)今的國(guó)民生活和生產(chǎn)中至關(guān)重要。傳統(tǒng)的機(jī)械式和電子式流量測(cè)量?jī)x表分別存在著自動(dòng)化程度不高、易受電磁干擾等問(wèn)題,難以用于惡劣環(huán)境中流體的測(cè)量。而在實(shí)際的流量計(jì)量中,檢測(cè)環(huán)境不定,且所要測(cè)量的流體介質(zhì)大都比較復(fù)雜,因此需要探究新方法、新思路來(lái)應(yīng)用于流量測(cè)量系統(tǒng),以拓展其用范圍。光纖光柵作為一種新型傳感元件,具有本質(zhì)安全、耐腐蝕的特性,將光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用于流量檢測(cè)系統(tǒng)中,為流量計(jì)量領(lǐng)域帶來(lái)新的生機(jī)。
　　本文在對(duì)現(xiàn)有流量測(cè)

2、量技術(shù)及光纖光柵傳感技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,提出一種將傳統(tǒng)渦街流量測(cè)量方式與光纖光柵傳感技術(shù)相結(jié)合的流量測(cè)量方法。論文首先對(duì)光纖光柵渦街流量傳感系統(tǒng)的傳感原理進(jìn)行闡述,并通過(guò)Fluent流體仿真軟件對(duì)渦街流量傳感器的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了模擬與分析,從而得到了渦街在內(nèi)部流場(chǎng)的傳輸信息,并得到了渦街后受力點(diǎn)壓力隨時(shí)間的變化曲線,將該數(shù)據(jù)信息通過(guò)Matlab處理即可得到渦街頻率信息。然后對(duì)光纖光柵渦街流量傳感系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作,包括渦街發(fā)

3、生體、懸臂梁、光纖光柵等。最后在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室利用氣體流體對(duì)制作的光纖光柵渦街流量傳感系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試和標(biāo)定,并通過(guò)光纖光柵解調(diào)儀檢測(cè)到FBG的波長(zhǎng)隨時(shí)間的變化曲線,通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到風(fēng)速與渦街頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。將實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)頻率與參考頻率值進(jìn)行對(duì)比,二者吻合得很好,并且風(fēng)速與監(jiān)測(cè)頻率對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線呈現(xiàn)良好的線性特征。結(jié)果表明,所研制出的光纖光柵渦街流量傳感器可以對(duì)0~20m/s內(nèi)的風(fēng)速進(jìn)行準(zhǔn)確響應(yīng),且有較高的靈敏度。
　　該光纖光柵渦街流