基于白光干涉測量技術(shù)的光纖傳感器研究
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【摘要】:現(xiàn)代傳感器測量技術(shù)在精度,可靠性,動態(tài)范圍以及應(yīng)用環(huán)境等方面不斷提升,這也使得成熟可靠的測量技術(shù)變得越來越迫切。光纖傳感器具有準(zhǔn)確度高、靈敏度高、耐高溫、耐高壓等特點(diǎn),在復(fù)合材料、大型建筑結(jié)構(gòu)(如橋梁等)、宇航飛行器、飛機(jī)等的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。采用相位調(diào)制型光纖傳感技術(shù),對光纖傳感器在制作技術(shù)、成本、實用化等方面的應(yīng)用研究提供參考。文章闡述了相位調(diào)制型光纖傳感器的基本原理,Fabry-Perot(F-P)干涉儀和Michelson干涉儀的基本原理,分別介紹了光纖F-P傳感器和光纖Michelson傳感器的典型結(jié)構(gòu),為光纖EFPI折射率測量儀和光纖Michelson測量儀的制作研究奠定了基礎(chǔ),最后介紹了干涉儀測量系統(tǒng)采用的基于傅里葉變換的白光干涉測量原理。本文基于白光干涉測量技術(shù)設(shè)計了全光纖EFPI折射率測量儀,對光纖F-P腔的制作工藝進(jìn)行大量研究和深入實驗,制作了腔長為7mm的光纖EFPI傳感器,實現(xiàn)了對透光材料的折射率測量,設(shè)備具有尺寸小、測量精度高、操作簡易、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果表明,測量值與文獻(xiàn)中給出的參考值偏差很小,誤差保持在1%左右。本文基于白光干涉測量技術(shù)設(shè)計了光纖Michelson干涉儀的應(yīng)變傳感裝置,該系統(tǒng)為光纖干涉型,干涉儀兩臂長度差隨著彈性敏感元件的形變量而變化,通過干涉儀兩臂光纖的伸縮達(dá)到相位調(diào)制的目的,根據(jù)白光干涉測量技術(shù)把相位變化檢測出來。對Michelson干涉儀的實驗研究中通過改變施加在彈性敏感元件上的砝碼大小改變Michelson干涉儀的臂長差,得到了應(yīng)變與光程差的對應(yīng)關(guān)系,理論與實驗有較好的吻合。
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TP212
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6 何s,
本文編號:1287987
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