光纖布拉格光柵水聽(tīng)器是一種把水下聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的換能器,是水聲學(xué)中重要的傳感器,在實(shí)際工程應(yīng)用中,對(duì)水聽(tīng)器探頭的聲壓靈敏度、抗加速度性能、耐靜水壓性能都有較高要求。本論文首先研究了光纖布拉格光柵水聽(tīng)器的技術(shù)原理和水聽(tīng)器探頭結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究成果;其次研究了應(yīng)力傳感原理、溫度傳感機(jī)理和應(yīng)力-溫度交叉敏感特性,并對(duì)各種信號(hào)解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了分析與對(duì)比;在此基礎(chǔ)上,完成了下列主要工作:（1）提出了使用對(duì)稱(chēng)雙彈性膜片的總體結(jié)構(gòu)方案。完成了基于套管的溫度補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的水聽(tīng)器探頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案中采用彈性膜片封裝的探頭結(jié)構(gòu),在彈性力學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論上,探索了該種探頭結(jié)構(gòu)形式的水聽(tīng)器的聲壓敏感度、加速度響應(yīng)敏感度、溫度靈敏度、動(dòng)態(tài)頻率等特性。（2）完成了彈性膜片封裝結(jié)構(gòu)的光纖布拉格光柵水聽(tīng)器樣品制造裝配,初步探討了該探頭結(jié)構(gòu)的工藝性技術(shù)。（3）完成了水聽(tīng)器樣件的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。測(cè)試了水聽(tīng)器樣件的聲壓相位靈敏度、抗加速度性能、溫度補(bǔ)償性能、耐壓性能,測(cè)試實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了基于彈性膜片封裝結(jié)構(gòu)的水聽(tīng)器的聲壓敏感特性、加速度敏感特性及溫度補(bǔ)償特性和耐壓特性。 

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【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

梭形結(jié)構(gòu)封裝的FBG

圖 1-2 薄彈簧鋼板增敏結(jié)構(gòu)的 FBG設(shè)計(jì)了曲伸式光纖布拉格光柵水聽(tīng)器，該結(jié)構(gòu)示意如圖敏感結(jié)構(gòu)是懸臂式的，探測(cè)水中聲壓時(shí)彎曲變形，可以了抗干擾能力[21]。圖 1-3 曲伸式增敏結(jié)構(gòu)示意種結(jié)構(gòu)的增敏原理都是通過(guò)兩端的曲面型結(jié)構(gòu)受壓變形現(xiàn)水聲探測(cè)功能。缺點(diǎn)在于探頭結(jié)構(gòu)零件加工過(guò)程中

圖 1-3 曲伸式增敏結(jié)構(gòu)示意構(gòu)的增敏原理都是通過(guò)兩端的曲面型結(jié)構(gòu)受壓變水聲探測(cè)功能。缺點(diǎn)在于探頭結(jié)構(gòu)零件加工過(guò)程裝過(guò)程中存在裝配誤差，這些因素都會(huì)使傳感光置處，因而水聽(tīng)器的頻響特性都受很大影響，探探頭結(jié)構(gòu)類(lèi)型中的 FBG 受壓方式均為側(cè)面受壓國(guó)內(nèi)專(zhuān)家研發(fā)了多種端部受壓的 FBG 探頭結(jié)構(gòu)的李東明與中船重工七一五研究所的專(zhuān)家共同設(shè)的薄片作為增敏結(jié)構(gòu)的光纖布拉格光柵水聽(tīng)器。用而產(chǎn)生形變，從而拉動(dòng)傳感光柵，產(chǎn)生形變。結(jié)構(gòu)更好，同時(shí)增敏零件為圓形，對(duì)稱(chēng)性較好，究實(shí)驗(yàn)表明，這種探頭結(jié)構(gòu)的探測(cè)效果比裸光纖提茲頻率范圍中，聲壓相位靈敏度為 171.5～ 163

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于FRM的干涉型光纖傳感系統(tǒng)偏振噪聲研究[D]. 王瀟.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



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