發(fā)布時(shí)間：2022-01-27 09:35

　　大型基礎(chǔ)設(shè)施如橋梁、大壩等給我們生活帶來(lái)諸多利益,然而由于高速發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染,材料以及長(zhǎng)期服役等因素,部分結(jié)構(gòu)存在一定的安全隱患,這就需要采取一些措施對(duì)其結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行精確評(píng)估,防患于未然。其中對(duì)來(lái)自結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)是分析許多與結(jié)構(gòu)損傷相關(guān)研究的重要工具之一。描述振動(dòng)信號(hào)的三個(gè)主要參數(shù)為幅度、頻率和相位,其中對(duì)振動(dòng)信號(hào)的頻率進(jìn)行分析是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中常用的方法之一。目前基于電磁、壓電類的振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器已經(jīng)比較成熟,然而普遍的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾能力低以及造價(jià)昂貴等。于是能克服這些缺點(diǎn)的光纖開始受到傳感領(lǐng)域的重視,并且具有測(cè)量精度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)以及可在線遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。目前針對(duì)振動(dòng)分析主要采用光纖Bragg光柵（Fiber Bragg Grating,FBG）傳感器,FBG傳感器屬于波長(zhǎng)編碼類,直接的波長(zhǎng)解調(diào)成本高,并且解調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜不易于集成。針對(duì)這類傳感器,開發(fā)出低成本、易于集成的全光纖探測(cè)系統(tǒng)仍是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)�；谝陨媳尘�,設(shè)計(jì)了兩類全光纖探測(cè)系統(tǒng),旨在將振動(dòng)環(huán)境中光纖Bragg光柵的波長(zhǎng)偏移量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度變化,使探測(cè)系統(tǒng)具備高精度、快速,低成本的... 

【文章來(lái)源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于稀土摻雜光纖的二波混頻典型解調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖；(a)Sagnac干涉儀；(b)線性雙波混頻

圖 2.2 制作的壓電振動(dòng)鏡設(shè)計(jì)及光學(xué)平臺(tái)搭建光學(xué)平臺(tái)上完成，實(shí)驗(yàn)第一步是制作重要的壓電 3 mm 正方體壓電陶瓷與一塊邊長(zhǎng)為 1.5 cm 的鍍?cè)诮痃R中心位置，完成后放置 24 小時(shí)等待完全固繼續(xù)用光學(xué)膠固定在一個(gè)可調(diào)節(jié)的移動(dòng)臺(tái)上，完成完成并固定在光學(xué)平臺(tái)上的壓電振動(dòng)鏡，如圖 2.波混頻（TWM）的動(dòng)態(tài)光柵成功寫入并能快速精，如圖 2.3 所示。系統(tǒng)基本光路為激光光源發(fā)出的環(huán)形器端口 2 出射后進(jìn)入與之連接的 EDF，為了上光纖準(zhǔn)直鏡，使得光斑更加集中。準(zhǔn)直后的激光與準(zhǔn)直鏡二者之間距離，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)我們固定 3 連接到一個(gè)固定在光學(xué)平臺(tái)上的光電探測(cè)器，后輸入到示波器，最后我們通過(guò)示波器觀測(cè)信號(hào)

稀土離子躍遷示意圖；(c) 光柵間距為 Λ、對(duì)比度 m=0.6 的注入光相干場(chǎng)曲線 I(z)和光柵寫入時(shí)光的吸收系數(shù) (z)/0歸一化剖面圖2.3 線性雙波混頻結(jié)構(gòu)用于激光振動(dòng)檢測(cè)基于前面推導(dǎo)的動(dòng)態(tài)光柵寫入理論模型依據(jù)，我們?cè)O(shè)計(jì)并搭建了基于二波混頻結(jié)構(gòu)的全光纖振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，來(lái)驗(yàn)證動(dòng)態(tài)光柵寫入機(jī)制檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)的可靠性以及優(yōu)勢(shì)。2.3.1 實(shí)驗(yàn)元件及儀器實(shí)驗(yàn)中使用工作波長(zhǎng)為 1490 nm 的半導(dǎo)體分布式反饋（DFB）連續(xù)激光器作為光源，其最大輸出功率為 10 dBm。使用的 3m 長(zhǎng)摻鉺光纖（EDFC-980-HP），EDF 在 1530nm 處吸收系數(shù)為 6 dB/m，飽和功率為 0.18 mW，光纖準(zhǔn)直器以及我們?cè)O(shè)計(jì)的壓電振動(dòng)鏡，光纖環(huán)形器和光電探測(cè)器等器件

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低氣壓CO2環(huán)境下基于光纖法珀振動(dòng)傳感器的超聲聲速測(cè)試與分析[J]. 張景川,楊曉寧,王晶,崔寒茵,李超.  振動(dòng)與沖擊. 2018(08)
[2]基于摻鉺光纖中動(dòng)態(tài)粒子數(shù)光柵的振動(dòng)檢測(cè)[J]. 陳溶,陶傳義.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]分布式光纖傳感技術(shù)在盾構(gòu)區(qū)間隧道監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 王宏偉,張勇,楊洋,吳江.  公路. 2018(03)
[4]分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)在土木結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 李旭輝,黃奕輝.  科技視界. 2018(06)
[5]銅沉積二硫化鎢膜包覆薄芯光纖氣體傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 鄧大申,秦祥,黃國(guó)家,馮文林.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[6]基于飛秒激光加工的微納高溫光纖振動(dòng)傳感器[J]. 張柳超,江毅,王素梅,劉達(dá).  光學(xué)技術(shù). 2017(04)
[7]Detection of water surface capillary wave by analysis of turning-point local signal data using a laser interferometer[J]. 張烈山,張曉琳,唐文彥.  Chinese Optics Letters. 2017(07)
[8]分立式與分布式光纖傳感關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉鐵根,于哲,江俊峰,劉琨,張學(xué)智,丁振揚(yáng),王雙,胡浩豐,韓群,張紅霞,李志宏.  物理學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]一種全光纖Mach-Zehnder干涉式溫度傳感器設(shè)計(jì)[J]. 宮順順,李麗君,蔣露,張艷,李文憲,徐琳.  中國(guó)新通信. 2017(02)
[10]Investigation of clustering effects on erbium-doped fiber laser performance[J]. Md.Ziaul Amin,Khurram Karim Qureshi.  Chinese Optics Letters. 2017(01)

博士論文
[1]基于PGC的光纖傳感技術(shù)在加速與彎曲測(cè)量中的應(yīng)用[D]. 林巧.浙江大學(xué) 2011
[2]光纖Bragg光柵測(cè)量理論及其在動(dòng)力工程中應(yīng)用的研究[D]. 黃雪峰.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]軌道不平順作用下高速列車運(yùn)行舒適性分析[D]. 謝齊.大連理工大學(xué) 2014
[2]飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備標(biāo)定裝置的研發(fā)[D]. 朱宇川.武漢理工大學(xué) 2013
[3]反射型光纖氫氣傳感器及氫敏性能測(cè)試[D]. 張莉莉.重慶大學(xué) 2012
[4]薩格奈克干涉型光纖傳感器的特性研究[D]. 張海洲.華中科技大學(xué) 2011
[5]干涉型光纖水聽器相位載波調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D]. 周波.哈爾濱工程大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3612232