学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光纤EFPI压力传感器长期稳定性研究

作　者: 曲本波
导　师: 于清旭
学　校: 大连理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤EFPI传感器激光化学气相沉积长期稳定性涂碳光纤拉曼光谱
分类号: TP212.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 83次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

光纤传感器在应用于油井下压力和温度监测时,光纤传感器可以承受高温高压的恶劣环境,同时可以电绝缘、耐腐蚀,越来越受到科研工作者与公司的重视与研究。但是光纤EFPI传感器在高温高压环境应用中,液体分子会渗入到石英材料的缺陷中,从而使得石英材料的体积膨胀,使光纤EFPI压力传感器的发生漂移,影响光纤EFPI压力传感器的长期稳定性。因此如何保证光纤EFPI压力传感器的长期稳定性是一个急需解决的问题。本文在充分借鉴前人研究成果的基础上,对光纤EFPI压力传感器用于高温高压环境下的长期稳定性进行了系统的、详细的、深入的研究。首先对光纤传感器的长期稳定性方面的发展状况作一简单介绍,分析了光纤EFPI压力传感器稳定性差的具体原因；然后对改善光纤EFPI传感器稳定性的方法进行扼要的论述,得出需要在光纤传感器表面涂覆碳膜的结论。通过对涂覆碳膜方法的比较,重点开展了激光化学气相沉积方法的理论和实验研究,设计搭建了一套完整的激光化学气相沉积系统,实现了光纤EFPI传感器表面碳膜涂覆。通过优化实验参数,成功改善了光纤EFPI压力传感器的稳定性,在300℃高温和72Mpa压强下接近一年的时间内,传感器腔长在经历了短时间稳定期间后,无明显单一方向变化趋势。实验表明,传感器可以满足0～72MPa测量范围内高重复性、高精度、长期可靠的测量,具有很高的工业应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 光纤EFPI传感器发展概述  8-10
  1.2 光纤EFPI传感器长期稳定性发展概述  10-15
    1.2.1 光纤涂覆碳膜的发展概述  10-14
    1.2.2 光纤EFPI传感器的长期稳定性发展概述  14-15
  1.3 本文的研究背景和主要研究内容  15
  1.4 本文的组织结构  15-17
2 光纤EFPI传感器  17-25
  2.1 光纤F-P传感器基本原理  17-19
  2.2 光纤F-P传感器的解调方法  19-21
    2.2.1 强度解调  19-20
    2.2.2 相位解调  20-21
  2.3 光纤EFPI传感器结构  21-22
  2.4 光纤EFPI压力传感器高温高压下应用的关键技术问题  22-25
3 光纤EFPI传感器涂覆碳膜的研究  25-39
  3.1 化学气相沉积的原理及分类  25-26
  3.2 光纤涂覆碳膜的化学气相沉积反应  26-28
  3.3 光纤EFPI传感器表面LCVD涂覆碳膜  28-30
  3.4 温度监测  30-31
  3.5 扫描电镜观测  31-34
  3.6 拉曼光谱测试  34-39
    3.6.1 比值R与反应温度的关系  35-36
    3.6.2 比值R与反应压强的关系  36-37
    3.6.3 比值R与反应气体的关系  37-38
    3.6.4 与商业用涂碳光纤拉曼光谱比较  38-39
4 光纤EFPI传感器的长期稳定性研究  39-48
  4.1 高温高压下传感器的长期稳定性考核  39-42
  4.2 涂碳传感器的迟滞考核  42-43
  4.3 涂碳传感器的重复性考核  43-44
  4.4 光纤传感器的精确度考核  44-45
  4.5 光纤EFPI压力传感器应用实例  45-48
结论  48-49
参考文献  49-53
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  53-54
致谢  54-55

光纤EFPI压力传感器长期稳定性研究

内容摘要

全文目录

相似论文