基于條紋計(jì)數(shù)法的新型Fabry-Perot腔液位傳感器設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

基于條紋計(jì)數(shù)法的新型Fabry-Perot腔液位傳感器設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景和意義在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，液位是重要的參數(shù)之一。液位傳感器是測(cè)量液位的關(guān)鍵設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于各種液體系統(tǒng)中。然而，傳統(tǒng)的液位傳感器系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，而且易受外部干擾。因此，開(kāi)發(fā)一種精度高、可靠性好、成本低的液位傳感器是十分必要的。Fabry-Perot腔傳感器是一種廣泛應(yīng)用于光學(xué)傳感領(lǐng)域的高精度傳感器。它利用構(gòu)成腔的兩個(gè)反射鏡之間的空氣縫隙形成干涉條紋，由此測(cè)量光線強(qiáng)度變化來(lái)獲得待測(cè)參數(shù)的信息。Fabry-Perot腔傳感器通過(guò)對(duì)干涉條紋的計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量液位變化。這種傳感技術(shù)具有高精度、高靈敏度、可靠性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，尤其在高精度液位測(cè)量中有廣泛應(yīng)用。在本次研究中，將基于條紋計(jì)數(shù)法，設(shè)計(jì)一種新型的Fabry-Perot腔液位傳感器。此種傳感器使用單模光纖耦合器與反射鏡來(lái)構(gòu)成腔，通過(guò)液位變化所引起的Fabry-Perot腔長(zhǎng)度變化來(lái)產(chǎn)生干涉條紋，并采用光電器件對(duì)條紋計(jì)數(shù)，最終獲得液位信息。本研究的結(jié)果可以為發(fā)展高精度、低成本、可靠性高的液位傳感技術(shù)提供一種新途徑。二、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線1.設(shè)計(jì)新型Fabry-Perot腔液位傳感器方案，并建立液位計(jì)算模型。2.制作Fabry-Perot腔傳感器搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。3.采用CCD相機(jī)測(cè)量干涉條紋的像素?cái)?shù)量，并結(jié)合液位計(jì)算模型，計(jì)算液位的高度。4.對(duì)新型Fabry-Perot腔液位傳感器進(jìn)行性能測(cè)試，并與傳統(tǒng)的液位傳感器進(jìn)行對(duì)比。測(cè)試指標(biāo)包括測(cè)量精度、抗干擾能力、靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性等。5.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié)，并提出進(jìn)一步的優(yōu)化建議。三、進(jìn)度計(jì)劃本研究計(jì)劃于2022年1月啟動(dòng)，時(shí)間為一年。預(yù)計(jì)進(jìn)度安排如下：1.2022年1月至3月，完成Fabry-Perot腔傳感器的設(shè)計(jì)和液位計(jì)算模型的建立。2.2022年4月至6月，完成傳感器制作和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建、調(diào)試等工作。3.2022年7月至9月，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，對(duì)比測(cè)試等工作。4.2022年10月至12月，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，撰寫(xiě)畢業(yè)論文。四、預(yù)期成果1.設(shè)計(jì)一種基于條紋計(jì)數(shù)法的新型Fabry-Perot腔液位傳感器。2.揭示其液位計(jì)算模型和液位變化與條紋數(shù)目之間的量化關(guān)系。3.制作出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行性能測(cè)試，驗(yàn)證其高精度和可靠性。4.發(fā)表論文一篇，獲得碩士學(xué)位。五、參考文獻(xiàn)1.ChenX,ChenN,XieX,etal.High-sensitivityfiber-opticFabry-Perotinterferometerpressuresensorbasedonathin-silicondiaphragm.JournalofLightwaveTechnology,2018,36(5):1315-1320.2.Jak?i?O,Miti?VD,Miti?M,etal.FiberopticpressuresensorutilizingFabry-Perotinterferometer.Sensors,2013,13(8):10140-10153.3.QianJ,WangT,ShihWC,etal.Afiber-opticFabry-Perotinterferometricsensorbasedongoldnanorodsforhigh-accuracypressuresensing[J].JournalofLightwaveTechnology,2019,37(2):395-402.4.LiuY,KouY,JiangY,etal.Microfiber-basedFabry-Perotinterferometerforsensingapplications.OpticsExpress,2012,20(14):14702-14708.6.KheraniEA,Altindal?,BindiganavaleSK,etal.Anin-fiberFabry–Perotinterferometersmokesen