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

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

3、響。
　　 再次，研究了測(cè)速系統(tǒng)中關(guān)鍵器件光源和耦合器對(duì)系統(tǒng)測(cè)速的影響。先對(duì)系統(tǒng)中光源參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了譜寬影響干涉輸出的條紋對(duì)比度公式，給出了光源在不同測(cè)試條件下的實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線。而后分析了耦合器分光比對(duì)系統(tǒng)信號(hào)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(cè)試了利用熔融拉錐制法制作的耦合器，給出了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)曲線。
　　 最后，針對(duì)差拍系統(tǒng)輸出的信號(hào)特點(diǎn)，給出了信號(hào)的變化規(guī)律及系統(tǒng)條紋常數(shù)的修正及檢