毕业论文 光纤温度传感器

摘要本文从光纤和光纤传感器以及光纤温度传感器的发展历程开始详细分析国内外主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较了不同方法的温度测量范围和性能指标以及各自的优缺点。通过研究发现了当前的光纤温度传感器的种类和特点，详细介绍了光纤温度传感器的原理，种类和各自的特点和优缺点。可以根据这些传感器各自特点将各种传感器应用到不同的领域，本文也简要分析了各种光纤温度传感器的运用范围和领域。本文还通过图文并茂的方式比较详细地分析了介绍了空调器的基本结构，工作电气原理和基本的热力学过程。本文对毕业设计主要内容和拟采用的研究方案也做出了详细地介绍分析。关键词：光纤，光纤传感器，光纤温度传感器，运用领域，空调器，空调器原理Abstract1 引言：光纤温度传感器是一种新型的温度传感器．它具有抗电磁干扰、耐高压、耐腐蚀、防爆防燃、体积小、重量轻等优点，其中几种主要的光纤温度传感器：分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器和基于弯曲损耗的光纤温度传感器更有着自己独特的优点。与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高是无源器件，对被测对象不产生影响光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠频带宽，动态范围大几何形状具有多方面的适应性可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制体积小，重量轻等。它将在航空航天、远程控制、化学、生物化学、医疗、安全保险、电力工业等特殊环境下测温有着广阔的应用前景。在本论文中将详细分析当前光纤温度传感器的主要种类和各自的原理，特点和应用范围。2 论文要求：（1）详细分析国内外主要光纤温度测温方法的原理及特点，比较不同方法的温度测量范围和性能指标。（2）掌握空调器的工作电气原理和基本的热力学过程。3 毕业论文综述：70 年代中期，人们开始意识到光纤不仅具有传光特性，且其本?砭涂梢怨钩梢恢中碌闹苯咏换恍畔⒌幕。?无需任何中间级就能把待测的量与光纤内的导光联系起来。1977 年，美国海军研究所开始执行光纤传感器系统计划，这被认为是光纤传感器问世的日子。从这以后，光纤传感器在全世界的许多实验室里出现。从70 年代中期到80 年代中期近十年的时间，光纤传感器己达近百种，它在国防军事部门、科研部门以及制造工业、能源工业、医学、化学和日常消费部门都得到实际应用。从目前的情况看，己有一些形成产品投入市场，但大量的是处在实验室研究阶段。光纤传感器与传统的传感器相比具有一下优点:灵敏度高是无源器件，对被测对象不产生影响光纤耐高压，耐腐蚀，在易燃、易爆环境下安全可靠频带宽，动态范围大几何形状具有多方面的适应性可以与光纤遥测技术相配合，实现远距离测量和控制体积小，重量轻等。目前，世界各国都对光纤传感器展开了广泛，深入的研究，几个研究工作开展早的国家情况如下:美国对光纤传感器研究共有六个方面:这些项目分别是:光纤传感系统现代数字光纤控制系统光纤陀螺核辐射监控飞机发动机监控民用研究计划。以上计划仅在1983 年就投资12-14 亿美元。美国从事光纤传感器研究的有美国海军研究所、美国宇航局、西屋电器公司、斯坦福大学等28 个主要单位。美国光纤传感器开始研制最早，投资最大，己有许多成果申请了专利。英国政府特别是贸易工业部十分重视光纤传感器技术，早在1982 年有该部为首成立了英国光纤传感器合作协会，到1985 年为止，共有26 个成员，其中包括中央电器研究所、Delta 控制公司、帝

国化学工业公司、英国煤气公司、1Taylor 仪器公司、标准电信研究所及几所主要大学。德国的光纤陀螺的研究规模和水平仅次与美国居世界第二位，西门子公司在1980 年就制成了高压光纤电流互感器的实验样机。日本制定了1979-1986 年“光应用计划控制系统”的七年规划，投资达70 亿美金。有松下、三菱、东京大学等24 家著名的公司和大学从事光纤传感器研究。从1980 年7 月到1983 年6 月，申请光纤传感器的专利464 件，涉及11个领域。主要应用于大型工厂，以解决强电磁千扰和易燃、易爆等恶劣环境中信息测量、传输和生产全过程的控制问题。我国光纤传感器的研究工作于80 年代初开始，在“七五”规划中提出15项光纤传感器项目，其中有光纤放射线探测仪、光纤温度传感器及温度测量系统、光纤陀螺、光纤磁场传感器、光纤电流、电压传感器、医用光纤传感器、分析用传感器、集成光学传感器等。预计“七五”期间的研制成果可达到美、日等国80 年代初、中期水平。半导体吸收型光纤温度传感器基本上是80 年代兴起的，其中以日本的研究最为广泛。在1981 年，Kazuo Kyuma 等四人在日本三菱电机中心实验室，首次研制成功采用GaA、和Care 半导体材料的吸收型光纤温度传感器。由于人们对半导体材料认识的不断深入，以及半导体制造和加工工艺水平的不断提高，使人们对采用半导体材料来制作各种传感器的前景十分看好。在90 年代前后，出现了研究以硅材料作为温度敏感材料的光纤温度传感器。在1988 年，Roorkee大学R.P.Agarwal 等人，采用CIrD化学气象淀积技术，在光纤端面上淀积多晶硅薄膜，试制了硅吸收型光纤温度传感器。同年，Isko Kajanto 等人采用SOI结构，以光纤反射的方式，制作了单晶硅吸收型温度传感器。目前，以GaAs 和CdTe 直接带隙半导体材料的吸收型光纤温度传感器，已接近实用化。国内对半导体吸收型光纤温度传感器的研究起步较晚，兴起于90 年代后期。主要集中在清华大学，华中理工大学，东南大学等高校。他们对该种类型的传感器结构，特性和系统结构进行了详细的分析和实践。但大量的研究只集中在GaAs半导体作为感温材料的传感器上，与国外在该领域的研究水平仍有较大差别。4 光纤温度传感器的特点：光纤温度传感器与传统的温度传感器相比具有很多优点：光波不产生电磁干扰，也不怕电磁干扰，易被各种光探测器件接收．可方便地进行光电或电光转换．易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配．光纤工作频率宽．动态范围大，是一种低损耗传输线，光纤本身不带电．体积小质量轻，易弯曲，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。国外一些发达国家对光纤温度传感技术的应用研究已取得丰富成果．不少光纤温度传感器系统已实用化．成为替代传统温度传感器的商品。所有与温度相关的光学现象或特性．本质上都可以用于温度测量．基于此．用于温度测量的现有光学技术相当丰富。对于光纤温度传感器的研究占到将近所有光纤传感器研究的20％。光?宋露却衅鞯难芯浚韵钟衅骷型獬⊙橹ぁ⑼晟坪吞岣咄猓壳坝幸韵录父龇⒄苟颍捍罅Ψ⒄共饬课露确植嫉牟饬考际酰从啥缘ジ龅愕奈露炔饬康蕉怨庀搜叵呱衔露确植迹约按竺婊砻嫖露确植嫉牟饬浚嚎ú饬课露仍谀诘亩喙δ艿拇衅鳎貉兄拼笮痛衅髡罅校迪秩庋б２狻９庀瞬馕麓衅魇怯霉庀死床饬课露鹊摹Ｓ辛街址椒墒迪帧Ｒ皇抢帽徊獗砻娣淠芩嫖露鹊谋浠浠奶