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基于双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器特性研究的任务书 任务书:基于双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器特性研究 1.任务背景 随着信息技术的发展,人们对环境监测和精确控制的要求越来越高,而温度是衡量环境的一个重要参数。与传统的电气式温度传感器相比,光纤传感器具有体积小、抗干扰能力强、测量范围宽等优点,因此,近年来,光纤传感技术在温度监测中得到了广泛的应用。 光纤传感器的主要原理是利用光纤的材料特性和光学特性感应被测参数的变化。其中,光纤光栅是一种强度调制型的传感器,其结构简单、工作原理可靠,并且与光纤中心线相对应的感应区域宽度很小,增加了其对微小参数变化的敏感度。因此,基于光纤光栅设计的光纤传感器具有较高的精度和灵敏度。 2.任务描述 本任务旨在研究基于双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器的特性,从而建立一种新型的温度测量方法,实现对温度参数的高精度感应。 任务目标: (1)探究双芯光纤光栅的结构原理和工作机制; (2)分析MZ型光纤温度传感器的设计原理和优化方法; (3)在实验室搭建MZ型光纤温度传感器的样机,并测试其温度敏感性能; (4)基于结果和实验数据,对双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器进行特性分析和应用探索。 任务分解: (1)文献调研,了解双芯光纤光栅和MZ型光纤温度传感器的基本原理。 (2)设计双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器的结构和参数,包括传感器的长度、光纤芯数、衍射光栅周期等。 (3)制备双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器的样机,对传感器的性能进行测试,主要包括温度变化对传感器的光损耗的影响、传感器的稳定性等指标。 (4)分析双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器的温度敏感性能,包括灵敏度、可重复性和线性度等方面的特点。 (5)探究双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器在温度监测领域的应用,并提出改进建议。 3.任务计划 阶段一:文献调研(2周) 任务要求:查阅相关文献,深入了解双芯光纤光栅和MZ型光纤温度传感器的基本原理、设计方法、性能参数等,并综述国内外研究现状。 阶段二:设计制备(4周) 任务要求:根据文献调研结果,设计双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器的结构和参数,制备传感器样机,并进行初步测试。 阶段三:测试分析(2周) 任务要求:对制备的传感器样机进行测试,获得传感器的性能数据,并进行数据处理和分析。 阶段四:结果报告(2周) 任务要求:根据测试和分析结果撰写结果报告书,并提出双芯光纤光栅的MZ型光纤温度传感器在温度监测领域的应用探索,并提出改进建议。 4.参考文献 [1]QinYanyan,HeXingrong,CheHui,etal.TemperaturecharacteristicsofanovelopticalfibertemperaturesensorbasedonMach-ZehnderInterferometerwithfiberBragggratings[J].IEEEPhotonicsTechnologyLetters,2008,20(6):437-439. [2]DongJ,ChenZ,ZhuT.High-sensitivitytemperaturesensorbasedonahybridfibergratingstructure[J].OpticsExpress,2014,22(19):22667-22676. [3]任晓辉,朱春琳,吕昕,等.双芯光纤光栅温度及气压测试实验研究[J].激光技术,2015,39(1):1-4. [4]LiX,YangX,LiangJ,etal.Experimentalinvestigationsofanovelfiber-opticpressure/temperaturesensorbasedonaFabry-PerotinterferometerembeddedwithafiberBragggrating[J].SensorsandActuatorsA:Physical,2017,258:41-47.