多普勒全光纖速度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在爆轟沖擊波測試、高速碰撞、火箭推進等工程應(yīng)用領(lǐng)域中，光纖測速作為一種時間和空間分辨率較高的非接觸測量手段被廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)激光測速相比，全光纖測速系統(tǒng)以其可靠性好、調(diào)試方便、利于多點測速等優(yōu)點成為測速領(lǐng)域的研究重點。在干涉測量中，對系統(tǒng)進行模型分析以及如何提高系統(tǒng)輸出信號質(zhì)量和有效地細分條紋一直是研究重點，而且，系統(tǒng)的后端數(shù)據(jù)處理也非常關(guān)鍵。本文針對幾個關(guān)鍵部分進行研究，主要內(nèi)容如下：
　　 首先，闡述了國內(nèi)外測速系統(tǒng)的發(fā)展，

2、對發(fā)展過程中典型的測速系統(tǒng)進行了原理分析和描述，給出了傳統(tǒng)測速與光纖測速的區(qū)別；基于光學(xué)多普勒效應(yīng)和混頻原理，對全光纖多普勒測速系統(tǒng)的原理進行了分析，推導(dǎo)了差拍多普勒系統(tǒng)的測速公式，分析了條紋采集數(shù)目對測速誤差的影響。
　　 其次，對全光纖測速系統(tǒng)的光路系統(tǒng)進行光學(xué)建模，建立了系統(tǒng)各個光學(xué)器件的瓊斯矩陣，為測速系統(tǒng)的光路研究提供了理論研究基礎(chǔ)?；诶碚摶墓鈱W(xué)模型，推導(dǎo)了正弦振動下的系統(tǒng)理論輸出，并分析推導(dǎo)了光器件誤差對系統(tǒng)的影

3、響。
　　 再次，研究了測速系統(tǒng)中關(guān)鍵器件光源和耦合器對系統(tǒng)測速的影響。先對系統(tǒng)中光源參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響進行了分析，推導(dǎo)了譜寬影響干涉輸出的條紋對比度公式，給出了光源在不同測試條件下的實驗測試曲線。而后分析了耦合器分光比對系統(tǒng)信號調(diào)制度的影響，推導(dǎo)了基于麥克斯韋方程的模耦合理論并測試了利用熔融拉錐制法制作的耦合器，給出了系統(tǒng)實驗曲線。
　　 最后，針對差拍系統(tǒng)輸出的信號特點，給出了信號的變化規(guī)律及系統(tǒng)條紋常數(shù)的修正及檢