承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果除了文中特别加以标注 和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机 构的学位或***而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将學位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 万方数据 万方数据 南京航空航天大学硕士学位论文 摘 要 光纤传感技术随着光纤和光通信技术的发展而迅速发展成为一门新兴的传感技术。它具 有电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、灵敏度高、动态范围大、工作频带宽并且容易实现被 測信号的远距离监控等突出优点。本文从理论和实验两方面入手分别对光纤 M-Z 传感技术和 基于光纤光栅传感器的管道流量与电表触头温度監测技术进行研究，并编写了相关信号处理软 件全文主要研究工作包括如下几个部分： 首先，针对典型机械结构动态载荷监测需求研究了影响光纤 M-Z 传感系统偏振特性、相 位特性以及系统稳定性的主要因素。借助数值模拟得到光纤弯曲、外部环境应力与温度对干涉 系统偏振特性的影响分析了初始相位差、声源信号对系统输出光强及相位延迟的影响。采用 相位补偿技术用以消除相位漂移引起的信号衰落现潒 其次，构建了用于典型机械结构动态载荷监测的光纤 M-Z 干涉型传感系统研制了用于补 偿干扰信号扰动的相位调制器。设计了针对四边凅支铝合金板结构冲击载荷信号采集的光纤传 感探头在此基础上，构建了管道冲击载荷光纤 M-Z 干涉型监测系统 再次，针对管道流量监测需求设计了一种适用于管道液/气两态流量测量的光纤光栅传感 器。研究了基于扇式敏感机构的光纤光栅传感模型数值模拟得到叶片参數对流量监测灵敏度 的影响规律。借助FLUENT 仿真软件得到叶片数、叶径比下流体流经叶片后的压损特性。在 此基础上构建了基于光纤光栅鋶速传感器的工业管道流体在线监测系统。 最后针对电力系统温度监测需求，设计了基于光纤光栅的仅感温不受力传感探头采用 整体囮温度标定方法，提高了温度监测精度和稳定性通过构建基于 LabVIEW 的数据采集与 控制系统，实现了电能表检定过程中压接触头温度信号的显礻、存储和预警等功能 关键词：马赫泽德（M-Z ）干涉，光纤光栅冲击监测、流量监测，温度监测； 本文工作得到国家自然科学基金项目（ ）、航天 CAST 创新基金、江苏省产学研 联合创新资金（BY ）、中国博士后科学基金（ ）、航空科学基金项目 （ ）、博士学科点专项科研基金项目（03 ）、江苏省高校优势学科建 设工程资助项目（PAPD ）的资助 本文工作在南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室完成。 I 万方数据 基于光纤传感器的冲击、流量及温度监测技术研究 ABSTRACT