基于FP干涉传感的温度、压强特性研究毕业设计开题报告文档.doc

中 北 大 学 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 侯震 学 号： 1205024128 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 光信息科学与技术 设计(论文) 题目： 基于FP干涉传感的温度、压强特性研究 指导教师: 安永泉 2016 年 3 月 日  1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师审查后生效； 2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”； 6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。 毕 业 设 计 开 题 报 告 1．选题依据： 文 献 综 述 一、背景: 在现今时代，人们愈来愈希望能精确地把握自然界和社会范畴的各种信息，而传感器是人们获得这些信息的首要方法和手段。传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 光纤传感技术是跟着光通信技术的成长而一步一步构成的。在光通信系统中，光纤是被用作长距离传输光波信号的媒介。显然，在这类应用中，承担光纤传输任务的光信号易受外界干扰，如温度、压力、电磁场等外界条件的变化将引起光波参数如光强、相位、频率、偏振态、波长(颜色)等的变化，人们希望光信号受干扰非常小。因此，人们如果能够检测出光波的参数的变化，就可以知道导致光波参数变化的各种物理量的大小，于是产生了光纤传感技术[1]。 光纤传感技术的发展始于20世纪70年代，是光电技术发展最活跃的分支之一。由于光纤具有灵敏度高、抗电磁干扰、体积小、易成阵列等诸多特点。因此，光纤传感技术一问世就受到极大重视，几乎在各个领域得到研究与应用，成为传感技术的先导，推动着传感技术蓬勃发展。 光纤传感器以其不同于传统电类传感器的独特优点，在工业生产和人们生活中发挥越来越大的作用。例如，在桥梁的安全检测过程中，人们一直以来以电检测方法为主，由于电磁干扰及潮湿侵蚀使得这种方法不能实现长期置放, 检测时需临时置放大量的传感器, 这样不仅需要大量的人力和物力, 而且需要经过专门训练的工程师。同时由于所测结果是瞬时的, 不能准确、准时地预报桥梁工作状态, 所以, 所得结果仍然不能满足安全的需要。光纤传感器由于体积小(直径仅为125μm , 作为光纤传感器的长度可短至几mm)、重量轻、不导电、反应快、抗腐蚀、不受电磁、射频及雷电流等干扰影响, 以及集传感与传输于一体的独特优点, 成为桥梁检测中的有效方法。 干涉型光纤传感器作为近年来光纤传感领域中最重要的研究类型之一,相比普通光纤传感器,具有极高的检测灵敏度、超大的动态范围和超宽的频率响应范围,因此受到极大关注。如今干涉型光纤传感器已广泛应用于结构健康监测、环境监测、生物、人体健康监测等领域中。近年来,由于纳米科技和集成工艺的发展,干涉型传感器开始往高精度、结构简单和微小尺寸等方向发展[2]。 光纤法布里-珀罗传感器作为光纤传感器应用的一个重要分支，Russell G．May和Anbo Wang等人从1999年开始，将非本征型光纤法-珀传感器应用于油井下温度和压力的测量研究中，展示出了该类传感器在油井应用中的广阔前景。基于非本征腔结构的光纤F-P传感器具有极小的温度和压力交叉敏感性，可长期工作在高温高压环境，工作温度在300℃以上，且具有测量响应快、可实时检测等优点，是石油勘探测量技术的最佳选择。光纤IFPI传感器具有较长的传感光纤段和较大的热光系数，使其对温度非常敏感。温度测量是光纤IFPI传感器最为典型的应用。光纤 FPI 还广泛应用于应变、温度、位移、压力、折射率、电压、电流、气体液体浓度等物理、化学量的检测[3-6]。光纤 FPI 用于土木建筑的应变监测。应变反映建筑的应力变化应，而应力反映建筑结构的受力情况，是诊断其是否破坏的关键性指标[7-10]。 二、理论概述: FP 型传感器的工作原理见图 1,光线在镀有部分反射膜的 P1和 P2两平行平面所组成的腔体内来回反射透射，在腔的两侧形成了多束相干光，该腔体称为FP 腔。 干涉谱的分布与光程差 l有关, 设 P1 和 P2