基于斐索干涉儀的光纖位移傳感器的研究.pdf

1、位移測量技術(shù)是壓力、振動、應(yīng)變、加速度、溫度、流量等測量技術(shù)的基礎(chǔ)。而光纖位移測量技術(shù)憑借著自身巨大優(yōu)勢在位移測量技術(shù)中占重要地位。本課題根據(jù)現(xiàn)階段光纖位移傳感器的基礎(chǔ)上，設(shè)計與分析基于斐索干涉儀的光纖位移傳感器，并基于光纖位移傳感器的原理設(shè)計了新型光纖聲波振動傳感器，具體內(nèi)容有:
　　(1)光纖位移傳感頭的設(shè)計與分析。本文仿真全固態(tài)光子晶體光纖與常規(guī)通信單模光纖的一些特性參數(shù)，得到全固態(tài)光子晶體光纖具有比較好的準直效果。為了進一

2、步提高光纖位移傳感器測量位移的范圍，我們提出使用光纖準直器作為光纖位移傳感頭，并仿真了光纖準直器出射光的光斑半徑、發(fā)散角與信號光的耦合損耗與耦合效率，得出采用光纖準直器作為光纖位移傳感頭可以更好地提高光纖位移傳感器測量位移的范圍。
　　(2)光纖位移傳感器的信號分析方法的研究。本文重點研究了光纖位移傳感器的信號分析方法，包括基于干涉信號光譜周期變化的分析方法和基于干涉信號光譜相位變化的分析方法?；诟缮嫘盘柟庾V周期變化的分析方法是

3、對干涉信號在頻率方面的特性進行分析。為了抑制信號的頻譜泄漏從而提高頻率分辨率，我們提出一種與常用的加窗法與補零法不同信號處理方法，即通過簡單地重復(fù)單次采集的干涉信號的方法?；诟缮嫘盘柟庾V相位變化的分析方法是記錄干涉信號的相位信息，并根據(jù)記錄的相位信息計算物體的微小位移。
　　(3)光纖位移傳感器的全息檢測光路的設(shè)計與實驗分析。根據(jù)干涉信號光譜周期變化的分析法和干涉信號光譜相位變化的分析法設(shè)計并搭建了全息檢測光路，并通過理論與實驗

4、驗證全息檢測光路的可行性。本文設(shè)計的光纖位移傳感器測量物體的位移范圍為0～60000um。
　　(4)光纖聲波振動傳感器的設(shè)計與分析。根據(jù)光纖位移傳感器的原理設(shè)計并搭建了采用全固態(tài)光子晶體光纖作為聲波振動傳感頭的聲波振動傳感器。為了解決偏置點漂移引起探測到的信號幅度衰落問題，本文提出一種雙光纖聲波振動傳感器。雙光纖聲波振動傳感器是通過滿足一定條件的雙光束傳感頭的相互補償來解決信號幅度衰落問題，并在理論與實驗上論證了雙光纖聲波振動傳