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《一種新型光纖Bragg光柵流量傳感器的仿真與實驗研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第43卷第2期光子學報Vo1．43No．22014年2月ACTAPH0T0NICASINICAFebruary2014doi：10．3788／gzxb20144302．0228001一種新型光纖Bragg光柵流量傳感器的仿真與實驗研究蔣奇，高芳芳(山東大學控制科學與工程學院，濟南250061)摘要：為了克服傳統(tǒng)單個光纖布喇格光柵傳感器對溫度交叉敏感的問題，設計制作了一種基于雙光纖布喇格光柵的以阻流件和彈性體為換能元件的流量傳感器．該流量傳感器采用彈性傘狀結(jié)構(gòu)體作為流量傳感器的換能元件，用硅膠樹脂封裝
2、雙光纖光柵的彈性傘狀結(jié)構(gòu)體，起到了溫度補償?shù)淖饔们姨岣吡藨儨y量靈敏度．用有限元優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)，在1～20m／s的流速下利用ANSYS對傳感器結(jié)構(gòu)和傳感器周圍的流體場進行模擬分析，并計算了傳感器的靈敏度，實驗證明了硅膠樹脂作為封裝材料的優(yōu)越性．進行了砝碼千校法模擬實驗，完成傳感器封裝前后的性能測試，通過提取該傳感器的反射譜信號特征值，得到封裝前后傳感器的載荷響應靈敏度分別為：1．71nm／kg，0．103nm／kg．表明該流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、具有較好的線性度和靈敏度．關鍵詞：傳感器；流量；
3、有限元；光纖；雙光柵；FLUENT；流速中圖分類號：TP212．1文獻標識碼：A文章編號：1004—4213(2014)02-0228001—7SimulationandExperimentalResearchofaNovelFlowSensorBasedonFiberBraggGratingJIANGQi。GAoFang-fang(SchoolofControlScienceandEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China)Abstract：A
4、novelflowsensorbasedondoublefiberBragggratingwasdesignedandmadetoovercomethetemperaturecross—sensitivityproblemsoftraditionalsinglefiberBragggratingsensor．Theelasticumbrellastructureswereemployedasconversionelementsandsiliconeresinasencapsulatingmateri
5、al，andaneffectivesolutiondoublegratingstructurewastaken．Thetemperaturenaturalcompensationanditsmeasuringsensitivitywereimproved．Finiteelementwasusedtooptimizethestructureoftheflowsensor．ItsstructureandthefluidfieldarounditweresimulatedandanalyzedbyANSY
6、Ssoftwarewithinthevelocityof1～20m／Sandthesensitivityofthesensorwascalculated．Theadvantagesofsiliconeresinasencapsulatingmaterialanditstemperaturesensitivitywereverifiedthroughexperiments．Theperformancesofthesensorpackagingbeforeandafterweretestedandthe
7、reflectionspectrumsignalcharacteristicvaluesofthefibergratingwereextractedwithgoodlinearity，highresponsesensitivityof1．71nm／kgand0．103nm／kg，respectively．Theexperimentresultsshowthattheflowsensorownssimplestructure，goodlinearityandhighsensitivity．Keywor
8、ds：Sensor；Flow；Finiteelement；Fiber；DoubleFBG；FLUENT；VelocityoCISCodes：280．4788；050．2770；060．2370檢測和控制的參量之一，用于檢測流量的儀表也是多0引言種多樣．機械轉(zhuǎn)子流量傳感器被廣泛應用，由于其機械工業(yè)生產(chǎn)過程和自動化控制領域，流量是經(jīng)常被結(jié)構(gòu)復雜具有較高的測量誤差和測量準確度較低；超基金項目：國家自然科學基金(Nos．61271073，51079080)和教育部新世紀優(yōu)秀人
