| 题名 | 光纤光栅分布式压力温度传感器的理论和技术研究 |
| 作者 | 乔学光 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998 |
| 授予单位 | 中国科学院西安光学精密机械研究所. |
| 导师 | 李育林 |
| 关键词 | 光纤光栅 压力温度测量 传感器研究 |
| 学位专业 | 光学 |
| 中文摘要 | 本文以光纤光栅分布式压力温度传感器的理论和应用研究的目标，对光纤布拉格 (Bragg) 光栅、啁啾(Chirped) 光栅、长周期 (Long period)光栅作为压力温度传感器的基本理论和技术进行了系统的研究。首先对光纤光栅传感器的研究现状和发展趋势进行了回顾和展望。对光纤光栅 的微观形成机制和宏观衍射规律从不同的角度，用不同的数学和物理模型，力求从基本原理和基本要领上进行了详细的分析研究。在分析光纤光栅的形成机理时，采用了三级系统模型，从光纤纤芯正负折射率变化而形成光栅的原理，给出了光栅热衰退的理论过程，估算出了光栅的正常使用寿合。在分析光栅的反射和透射规律时，采用了耦合模式法，包络函数法，转换矩阵法，多层介质薄膜法以及光程法， 这些方法虽然具有不同的数学和物理模型，但在分析光纤光栅这一特殊的波导结构时，可充分展现它的线性和非线性特性。光纤光栅的制作材料和制作技术是其批量生产和广泛应用的着急本文研究了用紫外光（UV光）直写入，通过相位和振幅掩模(Mask)方法制作布拉格光栅，长周期光栅和啁啾光栅的实验原理和光谱特性。在许多工程测量中，应力声和温度声是同时存在的，而光纤光栅对应力和温度具有等效第三性，所以如何有效地对应力和温度进行同时区分测量，是传感器制作技术的关键。本文采用了光纤啁啾光栅非温度第三的应力传感器和长周期光栅与布拉格光栅组合使用的应力温度传感器，解决了温度与应力相互敏感串挠效应，从而有效地实现同时区分测量，同时还给出了误差分析的基本理论模式。本文给出了在油气田生产中用光纤光栅传感器进行应力梯度测井和井温测井的理论与技术方案。这在国内测井领域中是创新探索研究，在国际上也尚未见报导。光纤光栅传感 器在油气井下应用的关键技术问题是传感元件（光纤光栅）和信号传输线（光纤光缆）的埋覆与保护措施，有些可以借助传统测井技术中所彩的措施，有些则要根据光纤光栅的特性采取特殊措施，文中给出了一些初步的实验技术方案，并在模拟油井中做了一些初步的实验测量，这英工作还在进一步完善。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 光学 |
| 公开日期 | 2011-10-09 |
| 页码 | 112 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12380]  |
| 专题 | 西安光学精密机械研究所_中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 乔学光. 光纤光栅分布式压力温度传感器的理论和技术研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.. 1998. |
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