光纖聲波探頭是光纖傳感技術(shù)的一種典型應(yīng)用,具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性和穩(wěn)定性高、抗電磁干擾、抗腐蝕、靈敏度高、損耗低等技術(shù)優(yōu)勢,在監(jiān)測、安防領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用價值。本文基于光的相位調(diào)制原理設(shè)計制作了一種結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高的基于石墨烯薄膜的光纖聲波探頭,研究內(nèi)容如下:首先,闡述了三種主要光纖傳感技術(shù)的原理和特點,并介紹了光纖聲波傳感技術(shù)的三種主要調(diào)制方式的基本工作原理以及光纖聲波傳感器的發(fā)展趨勢。其次,從雙光束干涉效應(yīng)出發(fā),對基于二維薄膜光纖微干涉腔聲波傳感的工作原理進行了詳細闡述,分析對比了光纖微干涉腔聲波傳感的兩種主要信號解調(diào)方法,即強度解調(diào)法和相位解調(diào)法;然后介紹了基于石墨烯薄膜的光纖聲波探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并完成了探頭的制作與性能測試工作,基于強度解調(diào)方法完成了兩種解調(diào)系統(tǒng)的方案設(shè)計與硬件實現(xiàn)。此外,詳細研究了兩種光纖聲波檢測系統(tǒng)的信號處理方法。由于光纖微干涉腔聲波檢測系統(tǒng)對外界環(huán)境噪聲以及系統(tǒng)元器件的電路噪聲非常敏感,研究分析了一種基于LMS（最小均方）算法的自適應(yīng)濾波技術(shù),對系統(tǒng)采集到的聲音信號實現(xiàn)有效的減噪處理。在聲音信號處理中,首次將盲源信號分離算法應(yīng)用到光纖聲波傳... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光纖傳感技術(shù)
        1.2.1 點式光纖傳感器
        1.2.2 準(zhǔn)分布式光纖傳感器
        1.2.3 分布式光纖傳感器
    1.3 光纖聲波傳感技術(shù)
        1.3.1 光纖聲波傳感器的調(diào)制原理
        1.3.2 光纖聲波傳感器的發(fā)展趨勢
    1.4 課題研究意義及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題的意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 基于二維薄膜光纖微干涉腔的聲波檢測系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 光纖微干涉腔聲波傳感的理論基礎(chǔ)
    2.2 光纖微干涉腔聲波傳感信號解調(diào)方法
        2.2.1 強度解調(diào)法
        2.2.2 相位解調(diào)法
    2.3 光纖微干涉腔聲波傳感系統(tǒng)設(shè)計與硬件實現(xiàn)
        2.3.1 基于石墨烯薄膜的光纖聲波探頭設(shè)計方案
        2.3.2 基于石墨烯薄膜的光纖聲波探頭的制作
        2.3.3 單波長解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.4 三波長解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.5 信號分析軟件
        2.3.6 光纖聲波探頭的性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 光纖聲波檢測系統(tǒng)信號處理方法研究
    3.1 自適應(yīng)濾波
        3.1.1 自適應(yīng)濾波器的基本原理
        3.1.2 最小均方算法
    3.2 仿真與實驗
        3.2.1 仿真驗證
        3.2.2 實驗測試
    3.3 聲音信號分離與識別技術(shù)——盲源分離
        3.3.1 盲源分離的基本理論
        3.3.2 盲源分離的數(shù)學(xué)模型
        3.3.3 線性瞬時混合模型的盲源分離
        3.3.4 線性卷積混合模型的盲源分離
    3.4 仿真與實驗
        3.4.1 仿真驗證
        3.4.2 實驗測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 工程應(yīng)用
    4.1 工程應(yīng)用背景
    4.2 基于石墨烯薄膜的光纖聲波探頭的安裝
    4.3 光纖聲波檢測系統(tǒng)的現(xiàn)場測試
        4.3.1 非接觸式聲波探測
        4.3.2 接觸式振動探測
    4.4 光纖聲波檢測系統(tǒng)與電類麥克風(fēng)的對比測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)及展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于影響因子的頻域盲源分離排序算法[J]. 薄祥雷,何怡剛,尹柏強,方葛豐,樊曉騰,李中群.  電子學(xué)報. 2014(02)
[2]基于FastICA算法的盲源分離[J]. 王建雄,張立民,鐘兆根.  計算機技術(shù)與發(fā)展. 2011(12)
[3]基于時分復(fù)用和窄波長掃描激光的長距離光纖布喇格光柵傳感系統(tǒng)[J]. 劉川,饒云江,冉曾令,封莎.  光子學(xué)報. 2010(11)
[4]在役機車實心軸超聲探傷方法[J]. 田軍,孫小美,高曉蓉,李金龍,郭建強.  鐵道技術(shù)監(jiān)督. 2010(09)
[5]自適應(yīng)濾波算法研究及其Matlab實現(xiàn)[J]. 王魯彬,翟景春,熊華.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2008(03)
[6]光纖Michelson干涉儀系統(tǒng)的研究[J]. 姚建永,張森,王臻,周琦,劉孟華.  光通信研究. 2007(02)
[7]一種新的白光光纖傳感系統(tǒng)波長解調(diào)方法[J]. 荊振國,于清旭,張桂菊,宋世德.  光學(xué)學(xué)報. 2005(10)
[8]基于傅里葉變換的光纖法布里-珀羅傳感器解調(diào)研究[J]. 章鵬,朱永,唐曉初,陳偉民.  光學(xué)學(xué)報. 2005(02)
[9]鐵路軸承滾子的磁粉探傷[J]. 陳海華.  寧夏機械. 2004 (04)
[10]光纖傳感器的今日與發(fā)展[J]. 廖延彪,黎敏.  傳感器世界. 2004(02)

博士論文
[1]反射式強度型光纖傳感器強度調(diào)制特性的數(shù)學(xué)模型與關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 楊華勇.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002



本文編號：3167715