中文摘要：

本项目以火电和核电汽轮发电机组为应用背景，研究利用Bragg光纤光栅同时测量汽轮机内湿蒸汽两相三元流中湿度和温度及其分布的实时测量新技术，重点对湿敏光纤光栅的系统组成、湿敏材料试验、增强对湿度灵敏度及提高动态特性措施等方面的研究。解决测量蒸汽湿度、温度的空间三元分布的测量技术完备性，完善波长编码与信号解调技术稳定性等问题。这项研究成果，不仅可以解决汽轮机内部湿度场实时、动态监测的技术难题，还开拓Bragg光纤光栅传感器在湿度测量方面的研究新领域，并提供相应理论基础和关键技术基础。该测量技术在国防、航空航天、电力、农业、生物医学、环保等领域具有广泛的应用前景。

结论摘要：

在火电站凝汽式汽轮机的末几级和核电站中大型汽轮机的全部级都在湿蒸汽状态下工作，蒸汽的湿度存在，造成汽轮机级的相对内效率降低，并对叶片产生水蚀。本项目提出了一种基于Bragg光纤光栅（fiber Bragg grating，简称FBG）测量湿蒸汽两相流湿度的全新理论和方法。进行FBG传感机理研究，组建FBG传感网络，完善波长编码与信号解调和复用技术，进行光谱理论模拟和静动态测量等；推导了FBG测量湿蒸汽湿度的理论模型；进行FBG温度、微应变、振动和空气湿度等的前期试验研究，为进行湿蒸汽湿度测量试验奠定基础；研究和引入线性膨胀湿敏材料，摸索出FBG湿度传感器的制作技术；提出一种FBG蚀刻技术，实现对环境折射率高敏感的传感机理；建立了FBG测量湿蒸汽两相流湿度的光学系统试验装置，完善了FBG湿蒸汽两相流湿度测量与热力学加热法校验湿度的联合试验装置，已进行了多次试验，得到了第一阶段的试验结果。这项研究成果开拓了FBG传感器在湿度测量方面的研究新领域，并提供相应理论基础和关键技术基础。该测量技术在电力、国防、航空航天、生物医学等领域具有广泛的应用前景。