光纤Bragg光栅的制作及其在电流检测上的应用

光纤Bragg光栅的制作及其在电流检测上的应用

论文摘要

现代电力工业中,对电网的输送和检测提出了更高的要求,传统的高压大电流的测量手段将面临严峻的考验。光纤电流传感系统,因具有很好的绝缘性和抗干扰能力,较高的测量精度,容易小型化,没有潜在的爆炸危险等一系列优越性,而受到人们的广泛重视。而以光纤光栅为核心的传感系统更是其中的代表。 光纤光栅具有许多非常优异的独特性能,作为基础性的光纤器件被广泛地应用于光纤通讯和光纤传感等领域,随着光纤光栅技术的发展,人们更趋向于认为:未来的光纤系统中没有光纤光栅,就像传统的玻璃光学中没有全反射镜一样是难以想象的。作为光纤光栅的一种,光纤Bragg(布拉格)光栅是近年来发展最为迅速的光纤器件之一。布拉格光栅直接制作在光纤纤芯上,体积小且具有确定的中心波长,广泛用于光纤传感领域。 本文在光纤布拉格光栅制作和电流传感方面进行了探索和研究,主要内容如下: 1、介绍光纤光栅的机理,主要特性,深入研究了各种光纤布拉格光栅写入技术、电流传感方面的应用。 2、对比各种典型写入方法,结合实际确定了全息相干写入方法,并建立了刻制光栅的实验系统。 3、刻制光纤光栅,对实验结果进行分析。 4、以光纤光栅为传感器件,提出了一种基于电磁铁的电流传感方案。完成了方案中相关机械、电路方面的制作,并对传感范围进行了优化设计和数据测量。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 本课题的意义
  • 1.2 光纤光栅及电流传感研究现状
  • 1.2.1 光纤光栅的应用
  • 1.2.2 光纤光栅分类
  • 1.2.3 光纤电流传感器结构类型
  • 1.2.4 光纤电流传感器国内国外发展现状
  • 1.3 本课题的主要内容
  • 2 光纤光栅概述
  • 2.1 光纤光栅基本机理
  • 2.2 光纤光栅的基本光学特性
  • 2.3 光纤光栅的传感特性
  • 2.4 光纤光栅制作方法及制作系统分析
  • 2.4.1 光纤光栅写入方法及原理
  • 2.4.2 光纤光栅的光敏性
  • 2.4.3 本课题光栅刻制方法选择
  • 3 光纤光栅的刻制实验
  • 3.1 光纤光栅刻制实验装置
  • 3.1.1 系统结构
  • 3.1.2 刻制实验主要设备条件
  • 3.2 系统的准备
  • 3.2.1 光路的调节
  • 3.2.2 原始光谱测量
  • 3.3 光栅的刻制实验
  • 3.4 实验结果分析
  • 3.5 小结
  • 4 FBG电流传感方案
  • 4.1 光纤光栅电流传感器的工作原理
  • 4.1.1 系统组成
  • 4.1.2 实验理论分析
  • 4.2 实验设计
  • 4.2.1 前端采集电路
  • 4.2.2 传感装置的设计和优化
  • 4.2.3 确定传感范围的实验
  • 4.2.4 供能电路的部分设想
  • 4.3 实验结果与分析
  • 4.3.1 结果
  • 4.3.2 实验结果分析
  • 5 结论及改进
  • 5.1 总结
  • 5.2 需改进的地方
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].Testing the Universality of Free Fall by Comparing the Atoms in Different Hyperfine States with Bragg Diffraction[J]. Chinese Physics Letters 2020(04)
    • [2].Theoretical Simulation of the Temporal Behavior of Bragg Diffraction Derived from Lattice Deformation[J]. Chinese Physics Letters 2020(07)
    • [3].固定于水面的多个半圆形结构物的水波Bragg反射[J]. 上海交通大学学报 2019(09)
    • [4].基于光纤Bragg光栅传感器的车辆载重动态检测系统的初步开发[J]. 通讯世界 2016(24)
    • [5].Spectral Beam Combining of Fiber Lasers by Using Reflecting Volume Bragg Gratings[J]. Chinese Physics Letters 2016(12)
    • [6].Proton Bragg Peak Irradiation Experiment of Components for Aerospace[J]. Annual Report of China Institute of Atomic Energy 2019(00)
    • [7].BRIGHT:the three-dimensional X-ray crystal Bragg diffraction code[J]. Nuclear Science and Techniques 2019(03)
    • [8].Periodic structural defects in Bragg gratings and their application in multiwavelength devices[J]. Photonics Research 2016(02)
    • [9].Wave Power Focusing due to the Bragg Resonance[J]. China Ocean Engineering 2017(04)
    • [10].基于光纤Bragg光栅传感器的现役高桩码头结构健康监测系统设计与实施[J]. 水道港口 2016(02)
    • [11].Numerical Simulation of Bragg Reflection Based on Linear Waves Propagation over A Series of Rectangular Seabed[J]. China Ocean Engineering 2008(01)
    • [12].Design of a Solid-Core Large-Mode-Area Bragg Fiber[J]. Chinese Physics Letters 2015(05)
    • [13].An introduction to Bragg diffraction-based cold atom interferometry gravimeter[J]. Instrumentation 2015(04)
    • [14].Interrogating a Fiber Bragg Grating Vibration Sensor by Narrow Line Width Light[J]. Journal of Electronic Science and Technology of China 2008(04)
    • [15].Demodulation System for Fiber Bragg Grating Sensors Using Digital Filtering Technique[J]. Transactions of Tianjin University 2008(01)
    • [16].Modification of Interfacial Performance of Fiber Bragg Grating Embedded in the Composite Materials[J]. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2017(04)
    • [17].Bragg reflection in a quantum periodic structure[J]. Chinese Optics Letters 2015(12)
    • [18].基于光纤Bragg光栅的采动支承压力分布试验研究[J]. 西安科技大学学报 2016(02)
    • [19].低能质子的Bragg曲线测量[J]. 中国原子能科学研究院年报 2017(00)
    • [20].Two-dimensional non-spatial filtering based on holographic Bragg gratings[J]. Chinese Physics B 2010(07)
    • [21].Fiber Bragg Gratings in Small-Core Ge-Doped Photonic Crystal Fibers[J]. Journal of Electronic Science and Technology of China 2008(04)
    • [22].Thermal characteristics of Fabry–Perot cavity based on regenerated fiber Bragg gratings[J]. Chinese Optics Letters 2018(12)
    • [23].Damage and recovery of fiber Bragg grating under radiation environment[J]. Chinese Physics B 2018(09)
    • [24].光纤Bragg光栅倾角传感器的标定与不确定度分析[J]. 光学技术 2017(03)
    • [25].Irradiation effect on strain sensitivity coefficient of strain sensing fiber Bragg gratings[J]. Chinese Physics B 2014(01)
    • [26].基于3G的光纤Bragg光栅地层沉降监测系统[J]. 传感器与微系统 2013(09)
    • [27].Theoretical analysis of polarization properties for tilted fiber Bragg gratings[J]. Science China(Information Sciences) 2010(02)
    • [28].一种基于光纤Bragg光栅传感器的挡土墙变形监测技术[J]. 传感器与微系统 2010(11)
    • [29].Mechanism of Bragg Diffraction-Assisted Light Extraction in GaN-based Light-Emitting Diodes Based on a Self-Consistent Model[J]. Communications in Theoretical Physics 2009(09)
    • [30].Occurrence of Features of Fiber Bragg Grating Spectra Having a Wavelength Corresponding to the Phase Mask Periodicity[J]. Journal of Electronic Science and Technology of China 2008(04)

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