基于光纖光柵差壓式流量傳感器的設計的開題報告

基于光纖光柵差壓式流量傳感器的設計的開題報告一、選題背景流量傳感器是一種廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及自動化控制領(lǐng)域的重要傳感器，廣泛應用于水利、化工、電力、冶金、石油、天然氣等領(lǐng)域。本課題主要研究基于光纖光柵差壓式流量傳感器的設計，通過對光纖光柵傳感技術(shù)和場效應管（FET）等關(guān)鍵技術(shù)的研究，實現(xiàn)流量精準檢測及輸出信號處理與控制。二、研究目的和意義當前市場上的流量傳感器，其精度不高，且成本高昂，存在主觀誤差等問題，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需求。因此基于光纖光柵差壓式流量傳感器的設計研究具有重大的研究意義和應用價值。該傳感器可實現(xiàn)高精度測量，免維護、穩(wěn)定性好、輸出信號穩(wěn)定等優(yōu)點，必將為工業(yè)生產(chǎn)帶來重要的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)保等巨大效益。三、研究內(nèi)容和方案1、光纖光柵傳感技術(shù)：對光纖光柵的基本原理、制備方法和優(yōu)點進行理論研究，并探討其在流量傳感器中的應用，構(gòu)建基于光纖光柵的差壓式流量傳感器。2、場效應管（FET）技術(shù)：理論研究FET的工作原理；通過研究其針對流量傳感器的應用，估計其對提高傳感器精度的作用；設計包括FET在內(nèi)的傳感器信號放大電路。3、信號處理與控制：設計流量數(shù)據(jù)采集模塊，對傳感器輸出的模擬電信號進行采集、處理，取到所需的數(shù)字信號；開發(fā)基于MCU的數(shù)據(jù)處理平臺，實現(xiàn)信號處理與控制。四、預期成果及其創(chuàng)新點1、設計一種基于光纖光柵差壓式流量傳感器，精度高，成本低，重要數(shù)據(jù)可實現(xiàn)原位測量和數(shù)字輸出；2、針對流量傳感器波動和漂移等問題，設計合理的信號處理和校準方式，為傳感器提供更加可靠的數(shù)據(jù)；3、開發(fā)出基于MCU的數(shù)字信號處理平臺，實現(xiàn)數(shù)字信號的處理和控制，為后續(xù)傳感器應用提供良好的技術(shù)支持；4、研究成果可有效促進工業(yè)生產(chǎn)小顆粒流量的檢測，對于加強工業(yè)流量傳感技術(shù)的發(fā)展，節(jié)約能源、生產(chǎn)更為節(jié)約、環(huán)保等都具有重要意義。五、研究過程及計劃進度本研究將首先對光纖光柵傳感技術(shù)和場效應管（FET）等關(guān)鍵技術(shù)進行研究，設計出一個基于光纖光柵差壓式流量傳感器，并對其進行實驗研究和數(shù)據(jù)分析。隨后，將開發(fā)和構(gòu)建基于MCU的數(shù)據(jù)處理平臺，實現(xiàn)流量數(shù)據(jù)采集及數(shù)字信號處理，并對研究成果進行總結(jié)和回顧。項目計劃共分5個月，其中第1個月確定研究方案和相關(guān)技術(shù)文獻，第2個月進行現(xiàn)有流量傳感器的對比測試，第3~4個月開發(fā)基于光纖光柵傳感技術(shù)和FET技術(shù)的流量傳感器并進行實驗研究，第5個月完成數(shù)字信號處理平臺的開發(fā)，對研究成果進行總結(jié)和回顧，并完成論文的撰寫。六、參考文獻1.何富明,光柵傳感技術(shù)在流量檢測中的應用[J],工業(yè)控制計算機,2017(01):155～157.2.呂勇,基于場效應管的直流電壓放大電路分析及實現(xiàn)[D],《電子科技大學》，2012.3.鐘大川.硅基傳感器在化工流量計中的應用[J].自動化儀表,2011(7):81-82.4.王明亮,李海波,張慰.基于FBG的流量檢測傳感器設計研究[J].液壓氣動與密封,2013(09