导　　师： 王义平

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 光纤传感器已经广泛地应用于建筑桥梁、生物医学、石油石化等众多领域,近年来更是以日新月异的发展态势深入到工业生产的各个环节中去。本文针对石油井下高温高压环境,利用光纤光栅与光纤法珀腔级联结构研制温度压力双参量一体化测量光纤传感系统。主要研究内容有如下四个方面:温度压力传感器基本理论与传感原理;温度压力传感器的制作、封装与性能优化;温度压力传感信号分析与处理;温度压力传感器高温、高压测试试验。本文首先回顾了光纤传感的历史和发展,着种调研了温度压力双参数光纤传感器的国内外研究和应用进展,说明了石油井下温度压力传感器的应用前景。之后根据本文提出的传感器的特殊结构分别对光纤光栅和法珀腔压力传感器做了基本的原理分析,论证光纤光栅作为温度压力传感器温度敏感单元以及法珀腔作为压力敏感单元的传感原理。深入地对法珀腔的不同制作方式做出对比分析,确定了最合适的法珀腔制作方法。并通过实验,提出一种优化法珀干涉仪反射光谱的方法。在对传感器的封装方面,针对井下恶劣的环境,利用高温光纤、钢管、法兰和波纹管作为封装材料,可以很好地保护光纤不受外力破坏。接着,针对本温压传感器的特殊光谱提出一种温度、压力双参数解调方法,实现了对传感信号的实时、快速解调。通过长时间的稳定性试验,证明此解调方法具有较好的解调精度,能够满足本文的解调工作。最后,对温压传感器进行一系列高温和压力测试。研究了其检测温度/压力时的稳定性、重复性、迟滞性,研究了温压传感器的总精度。在检测温度范围在室温至300℃,外加压力0至3Mpa时表现出较好的检测性能。测温、测压精度在±1℃和±0.03Mpa,稳定性、重复性良好,无明显迟滞,综合精确度分别在0.83%F.S和1.64%F.S。有潜�

关 键 词： 温压一体传感 石油井下 光纤光栅 光纤法珀腔 级联

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