基于光纤光栅差压式流量传感器的设计的开题报告.docx

基于光纤光栅差压式流量传感器的设计的开题报告一、选题背景流量传感器是一种广泛应用于现代工业生产及自动化控制领域的重要传感器，广泛应用于水利、化工、电力、冶金、石油、天然气等领域。本课题主要研究基于光纤光栅差压式流量传感器的设计，通过对光纤光栅传感技术和场效应管（FET）等关键技术的研究，实现流量精准检测及输出信号处理与控制。二、研究目的和意义当前市场上的流量传感器，其精度不高，且成本高昂，存在主观误差等问题，难以满足现代工业的生产需求。因此基于光纤光栅差压式流量传感器的设计研究具有重大的研究意义和应用价值。该传感器可实现高精度测量，免维护、稳定性好、输出信号稳定等优点，必将为工业生产带来重要的技术、经济、环保等巨大效益。三、研究内容和方案1、光纤光栅传感技术：对光纤光栅的基本原理、制备方法和优点进行理论研究，并探讨其在流量传感器中的应用，构建基于光纤光栅的差压式流量传感器。2、场效应管（FET）技术：理论研究FET的工作原理；通过研究其针对流量传感器的应用，估计其对提高传感器精度的作用；设计包括FET在内的传感器信号放大电路。3、信号处理与控制：设计流量数据采集模块，对传感器输出的模拟电信号进行采集、处理，取到所需的数字信号；开发基于MCU的数据处理平台，实现信号处理与控制。四、预期成果及其创新点1、设计一种基于光纤光栅差压式流量传感器，精度高，成本低，重要数据可实现原位测量和数字输出；2、针对流量传感器波动和漂移等问题，设计合理的信号处理和校准方式，为传感器提供更加可靠的数据；3、开发出基于MCU的数字信号处理平台，实现数字信号的处理和控制，为后续传感器应用提供良好的技术支持；4、研究成果可有效促进工业生产小颗粒流量的检测，对于加强工业流量传感技术的发展，节约能源、生产更为节约、环保等都具有重要意义。五、研究过程及计划进度本研究将首先对光纤光栅传感技术和场效应管（FET）等关键技术进行研究，设计出一个基于光纤光栅差压式流量传感器，并对其进行实验研究和数据分析。随后，将开发和构建基于MCU的数据处理平台，实现流量数据采集及数字信号处理，并对研究成果进行总结和回顾。项目计划共分5个月，其中第1个月确定研究方案和相关技术文献，第2个月进行现有流量传感器的对比测试，第3~4个月开发基于光纤光栅传感技术和FET技术的流量传感器并进行实验研究，第5个月完成数字信号处理平台的开发，对研究成果进行总结和回顾，并完成论文的撰写。六、参考文献1.何富明,光栅传感技术在流量检测中的应用[J],工业控制计算机,2017(01):155～157.2.吕勇,基于场效应管的直流电压放大电路分析及实现[D],《电子科技大学》，2012.3.钟大川.硅基传感器在化工流量计中的应用[J].自动化仪表,2011(7):81-82.4.王明亮,李海波,张慰.基于FBG的流量检测传感器设计研究[J].液压气动与密封,2013(09):30-33.5.赵庆慧,杨春梅.流量传感器的应用现状及发展趋势[J].化工自动化及仪表,2018(07):36-38.