光纤总温传感器的设计与仿真

摘要

在航空领域的研究、生产、试验中，温度是需要测试的基本参量之一。特别是航空发动机在研制过程中，需要测量进气道、加热室、燃烧室等位置的气流总温。导弹和火箭等航天器上也需要用温度传感器来测量其发动机的气流温度，温度参数对发动机的性能及工作效率有着重要的影响。
　　光纤温度传感器同热电偶相比，在温度测量中有着很大的优点，光纤温度传感器具有很好的高温稳定性。随着科学技术的迅速发展，将光纤技术应用在温度测量，特别是在高温测试领域有着很大的应用前景。
　　为了生长高质量的高温单晶光纤，论文设计了一种单晶光纤拉制系统。在原有的激光基座加热法生长单晶光纤的基础上设计了一种激光环形热源加热系统。系统利用椭球镜的双焦点特性，设计光路，在其第一焦点处形成聚焦环形热源，用于熔化晶棒，拉制光纤。应用ZEMAX软件对光学系统进行了仿真，软件仿真结果表明设计的系统跟其他光学系统相比有着很大的优点。
　　在生长出高质量的光纤的基础上，设计了一种光纤总温传感器，用于高速气流的总温测试。对总温传感器的滞止室进行了设计，并利用ANSYS软件对总温传感器滞止室内部的气流和温度分布进行了仿真。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 温度测试方法概论

1.3 总温测试研究现状

1.4本文的主要研究内容

2光纤的拉制系统设计

2.1研究目的及意义

2.2激光加热基座法

2.3单晶光纤的拉制系统设计

2.4光学系统仿真

2.5光纤直径的控制

2.6本章小结

3 光纤总温传感器系统设计

3.1气流温度测量基础

3.2辐射测温基本原理

3.4光纤总温传感器的滞止室设计

3.5光纤总温测试系统

3.6总温传感器滞止室材料选择

3.7本章小结

4 气流总温传感器滞止室仿真

4.1光纤总温传感器的滞止室仿真

4.2总温测量误差分析

4.3本章小结

5.1结论

5.2创新点

5.3下一步工作

参考文献

致谢