本文關(guān)鍵詞：基于DPXA的光纖壓力傳感及其在水壓測量中的應(yīng)用探究

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【摘要】：基于分布式偏振串?dāng)_分析的保偏光纖傳感作為一種新型的分布式光纖傳感技術(shù),由于在較大測量距離范圍內(nèi)具有較高空間分辨率和較高靈敏度等優(yōu)點,受到了人們的廣泛關(guān)注。本文對基于分布式偏振串?dāng)_分析的橫向壓力傳感進(jìn)行了較為深入的理論研究和實驗研究,并對其在水壓傳感測量中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索研究。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:一、對橫向壓力與耦合強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行了理論研究和實驗驗證。隨著橫向壓力的增大,耦合強(qiáng)度呈準(zhǔn)周期性分布。本文給出了分布式橫向壓力傳感帶設(shè)計的指導(dǎo)性原則,即當(dāng)橫向壓力作用方向與保偏光纖偏振主軸夾角成45°、力的作用長度為保偏光纖半拍長的奇數(shù)倍時,偏振串?dāng)_強(qiáng)度對橫向壓力最敏感。二、提出一種簡單可靠的保偏光纖溫度系數(shù)測量方法。測得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的溫度傳感系數(shù)為-0.89μm/(℃·m)、溫度-雙折射系數(shù)為-7.65?10-7/℃,并通過理論研究得知,當(dāng)環(huán)境溫度上升65℃時,引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測量誤差可達(dá)~15%。三、提出一種有效的保偏光纖軸向應(yīng)變-雙折射系數(shù)的測量方法。測得商用保偏光纖(YOFC PM1017-A)的軸向應(yīng)變-雙折射系數(shù)為1.67?10-8/με,并通過理論研究得知,當(dāng)光纖產(chǎn)生~2500με時,引起的偏振串?dāng)_強(qiáng)度測量誤差可達(dá)~12%。四、提出了三種分布式光纖水壓傳感基帶設(shè)計方案,并對水壓測量進(jìn)行了初步的探索研究。利用三種方案進(jìn)行實驗,分別將傳感裝置浸入水中,從水下10cm到水下190cm,從水下30cm到水下180cm,從距水面0cm到水下183cm的過程中,相應(yīng)的偏振串?dāng)_強(qiáng)度的變化范圍依次為-34dB~-19dB,-53dB~-30dB,-55dB~-41dB,表現(xiàn)出了良好的測量靈敏性。其中梯形壓力片水壓傳感帶的性能最佳,最具有應(yīng)用潛質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.1;TP212

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本文編號：1283235