基于微波解調(diào)技術(shù)的光纖折射率陣列傳感器研究.pdf

1、折射率是一個表征液體特性的重要參數(shù)，光纖折射率傳感器因其抗電磁干擾能力強、探頭微型化等一系列優(yōu)點而備受關(guān)注，使得其在生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。針對目前光纖折射率傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度差等問題，本文研制了一種光纖折射率陣列傳感器，該陣列可實現(xiàn)傳感器的多功能化以及解決交叉敏感等問題。本文還基于微波解調(diào)技術(shù)搭建了一套折射率陣列傳感器解調(diào)系統(tǒng)，并使用該系統(tǒng)來實現(xiàn)折射率傳感。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　(1)本文對光載波的微

2、波測量技術(shù)進行了理論分析，并通過仿真驗證了該技術(shù)的可行性。在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，搭建了一套用于折射率陣列傳感器的解調(diào)系統(tǒng)。
　　(2)使用去噪算法對信號做處理，并對該解調(diào)系統(tǒng)進行了性能分析。本文使用累加平均和小波變換兩種算法對解調(diào)信號進行了去噪處理，對比去噪前后信號，累加平均和小波變換對噪聲有較好的抑制作用。
　　(3)用搭建好的系統(tǒng)來解調(diào)光纖折射率陣列傳感器，并做了液體折射率測量實驗。本文提出了一種自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來提高測量

3、精度，并制作了自校準(zhǔn)傳感器。本文中的折射率傳感器是基于菲涅爾反射型的，采用一個1×8的光纖分路器來實現(xiàn)傳感器陣列的并聯(lián)復(fù)用，從而實現(xiàn)了折射率陣列傳感器的8通道同時測量。實驗結(jié)果表明由此解調(diào)的折射率傳感器靈敏度可達4.228mV/RIU，線性度約為0.989，并具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。由于本文提出的解調(diào)技術(shù)是基于強度解調(diào)，因此易受光源波動和傳感光纖振動等干擾，為此提出了一種自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)就是制作一種具有兩個反射面的傳感器，一個反